كتاب مقدمة في نظم الطاقة الشمسية الكهروضوئية by سالم بنموسى

‫اهمية الطاقة الشمسية‬

‫‪1‬‬

‫• بداية استغالل الطاقة الشمسية‬ ‫• استخدامات الطاقة الشمسية احلرارية‬ ‫• استخدامات الطاقة الضوئية للشمس‬ ‫أنواع انظمة الفوتوفلتية‬ ‫• األنظمة املستقلة عن الشبكة العامة‬ ‫• األنظمة املرتبطة بالشبكة العامة‬ ‫• أنظمة ضخ املياه بالطاقة الشمسية‬

‫‪1‬‬

‫اهمية الطاقة الشمسية‬ ‫بداية استغالل الطاقة الشمسية‬ ‫استخدامات الطاقة الشمسية احلرارية‬ ‫استخدمات الطاقة الضوئية للشمس‬

‫‪2‬‬

‫أن أزمة الطاقة الحالية والتهديدات‬ ‫المطروحة أمام الدول الحديثة‬ ‫والعالم كلة في حال نضوب الوقود‬ ‫التقليدي أعاد الي األذهان التفكير‬ ‫في استغالل الطاقة الشمسية ‪،‬‬ ‫حيث نرى أن األبحاث اليوم جادة‬ ‫لتطوير مصادر الطاقة‬ ‫الشمسية ووضعها قيد االستثمار‬ ‫الفعلي على نطاق واسع ‪ ،‬إذ أن العالم‬ ‫اآلن بدأ يدرك أهمية الطاقة‬ ‫الشمسية وإمكاناتها الكبيرة في حل‬ ‫أزمة الطاقة المقبلة ‪.‬‬ ‫‪3‬‬

‫لقد اهتم اإلنسان منذ القديم باستغالل الطاقة‬ ‫الشمسية‬ ‫حيث تتحدث كتب التاريخ عن استعمال نساء الكهنة‬ ‫لمراة الذهب المصقولة إلشعال النار عند البابلين و‬ ‫عن ارخميدس كيف احراق السفن الغازية في عمق‬ ‫البحر دفاعا عن سواحل بلده ثم عن استغاللها‬ ‫لصهر الحديد وطبخ الطعام ومع التطور العلمي‬ ‫والتكنولوجى اصبح لها استعماالت‬ ‫اكثر اهمية و اعظم فائدة ألنسان نتعرف عليها في‬ ‫هذه المقدمة السريعة‬ ‫‪4‬‬

‫أول محطة إلستغالل الطاقة الشمسية في العالم تم تدشينها بالمعادي بمصر‬ ‫عام ‪ ،1911‬على يد العالم األمريكي فرانك شومان‪ ،‬بقوة مائة حصان وتضخ ‪6‬‬ ‫آالف جالون من الماء في الدقيقة الواحدة‪ ،‬أي ‪ ٢٧٢٦٠‬لترا لري حقول القطن‪،‬‬ ‫كما احتوت المحطة على ‪ 5‬جامعات طاقة شمسية‪.‬‬ ‫وكانت لـ«شومان» كلمة شهيرة قال فيها‪« :‬إن ما حدث في مصر هو انطالقة‬ ‫لعصر جديد من الطاقة في التاريخ»‪.‬‬

‫‪http://lite.almasryalyoum.com/extra/58019/‬‬ ‫‪7‬‬

‫إستخدمات الطاقة الشمسية‬

‫‪ (1‬اإلستخدمات الطاقة الحرارية للشمس‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬

‫تجفيف المحاصيل الزراعية‬ ‫تسخين الهواء التدفئة‬ ‫تسخين المياه‬ ‫الطبخ‬ ‫تحلية المياه‬ ‫المحطات الحرارية عن طريق التركيز )‪(CSP‬‬

‫‪ (2‬اإلستخدمات الطاقة الضوئية للشمس‬ ‫‪ ‬توليد الطاقة الكهربائية‬ ‫‪ ‬اإلضاءة‬

‫اهمية الطاقة الشمسية وتطبيقاتها‬

‫تجفيف المحاصيل‬ ‫الزراعية‬ ‫تسخين الهواء التدفئة‬ ‫بداية استغالل الطاقة‬ ‫الشمسية‬ ‫إستخدامات الطاقة‬ ‫الشمسية احلرارية‬

‫الطبخ‬

‫تحلية المياه‬ ‫المحطات الحرارية عن‬ ‫طريق التركيز )‪(CSP‬‬

‫اإلستخدمات الطاقة‬ ‫الضوئية للشمس‬

‫‪10‬‬

‫تسخين المياه‬

‫توليد الطاقة الكهربائية‬ ‫اإلضاءة‬

‫‪1‬‬

‫‪11‬‬

‫استخدام الطــاقة الشمسية في تحلية المياه‬ ‫تستتتخدا الطاقتتة الشمستتية لتملييتتة اييتتا لطتتقة تألو الطقة تتة ا‬

‫ت تمتتد ي ت‬

‫استخداا الطاقة الكهقليتة الااةتة متل الطاقتة الشمستية طتق الطاقتة الت ييدةتة‬ ‫الست ماهلا مت الت ايتات ايولة تة ليتملييتةو امتا الطقة تة الفاسيتة تستتخدا ا‬

‫تا‬

‫الشمس لتبخري جزء مل احمليةل ايِيمل مث تكفيفه لاستخداا ا ُي طقات البسيطة اليت‬ ‫سطح زجاجي‬

‫غالبا ما تكةن ي غقار ايخطط‬

‫ايبأل يف كق رقم (‪.)28‬‬ ‫جتمع املياه‬ ‫املقطرة‬

‫جتمع املياه‬ ‫املقطرة‬ ‫املاء املاحل‬

‫ق ــاعدة‬

‫شكل (‪ :)28‬رسم تخطيطي مبسط للمقطرات الشمسية الحرارية‬

‫‪12‬‬

‫ةفيف احملاصيق الزرا ية‬

‫التد ئة‬

‫تسخأل اييا‬ ‫تعد تطبيقات السخانات الشمسية هي أال ك ثر انتشا ًرا في مجال التحويل الحراري‬ ‫للطاقة الشمسية‬

‫الفرن و الطباخ الشمسي‬ ‫بنيت هذه األفران لغرض استخدامها في رحالت‬ ‫ل ممتاز عن النار‪ ،‬وهي اقتصاديّة وصديقة‬ ‫التخييم‪ ،‬كبدي ٍ‬ ‫للبيئة‪ ،‬وهي عبارة عن صندوق مع غطاء من الزجاج‬ ‫والمواد العاكسة التي تمتص حرارة الشمس‪ ،‬وتوضع‬ ‫فيها أطباق األكل وتُطهى بداخلها‪ ،‬وهي غير مكلفة‬ ‫وسهلة االستخدام‪ ،‬ويُمكن لدرجة حرارة هذه األفران‬ ‫الصغيرة أن تصل إلى حوالي مئة وثمانين درجة مئوية‪.‬‬ ‫هناك أبحاث تجري في هذا المجال إلنتاج معدات‬ ‫للطهي تعمل داخل المنزل بدال من تكبد مشقة الجلوس‬ ‫تحت أشعة الشمس أثناء الطهي‬

‫‪16‬‬

‫ططات الطاقة الشمسية احلقارةة "‪"Solar Thermal Power Plant‬‬ ‫تقنية مرايا القطع المكافئ "‪"Parabolic Trough‬‬

‫تستخدم الطاقة الشمسية إلنتاج الطاقة الكهربية ففـي‬ ‫أمريكـا توجـد بضـا المحطـات التـي تضتمـد قلـي تق يـة‬ ‫مرايــا القط ـ المكــاف "‪ "Parabolic Trough‬فــي‬ ‫تركيــأ أشــضة الشــمم قلــي ماســوري توجــد أقلــي مركــأ‬ ‫القط ـ ال ــاقر لترتف ـ ررجــة م ـراري المــا ألقلــي م ـ‬ ‫ررجــة اليليــات ليتحــوذ بضــد بلـ ولــي بخــار يوجـ ولــي‬ ‫توربي ة وم ثم توليد الكهربا ‪.‬‬ ‫‪17‬‬

‫ططة الربج ايقكزي "‪"Central Tower Power Plant‬‬ ‫ميث يضكم ضو الشمم م خالذ مقل مرايا‬ ‫"‪ "Mirror Field‬يتكوت م قرابة ‪1800‬مرآه تحيط‬ ‫ببرج شاهق تتحرك كلها صوب ضو الشمم بواسطة نظام‬ ‫توجي "‪ "Steering System‬لتضكم أشضة الشمم‬

‫نحو قمة البرج الموجور في المركأ لترتف ررجة مراري المائ‬ ‫"‪( "Fluid‬غالبا ما يكوت زيت خاص أو ملح صخري‬ ‫بائب) الموجور في قمة البرج ولي ررجة قالية جدا يتحوذ‬ ‫المائ قلي أثرها ولي بخار يوج نحو توربي ة لتوليد الكهربا ‪.‬‬ ‫‪18‬‬

‫‪1‬‬

‫‪19‬‬

‫اإلضاءة‬

‫أهم االستخدامات للخاليا الكهروضوئية‬ ‫البحرية‪ :‬اإلنارة واإلرشادات الضوئية واإلرشادية وأجهزة الرصد‬ ‫الطاقة ‪:‬إنتاج الهيدروجين‬ ‫التبريد‪ :‬الثالجات المتنقلة في المدن والمناطق النائية لحفظ األدوية ‪ ،‬األطعمة‪.‬‬ ‫الفضائية‪ :‬إنارة المركبات واألقمار الصناعية‬

‫االتصاالت األرضية‪:‬محطات االتصاالت واالستقبال‬ ‫الحماية و األمن‪ :‬ألجهزة التحذيرية المدنية والعسكرية في اإلنارة وكهربة السياج المعدنة‬ ‫البترولية‪:‬حماية أنابيب النفط والغاز الطبيعي من التآكل المعدني‬ ‫تحلية و ضخ المياه‪ :‬للشرب والزراعة والصناعة‬

‫‪21‬‬

‫تزويد األقمار الصناعية بالطاقة الكهربائية‬

‫‪22‬‬

‫انارة الشوارع‬ ‫إنارة الشوارع بالطاقة الكهروضوئية تساهم في السالمة واألمن وتحسين‬ ‫المستوى العام للمعيشة في المناطق النائية في جميع أنحاء العالم‪.‬‬

‫‪23‬‬

‫حماية أنابيب البترول والتركيبات المعدنية امن التآكل‬ ‫لموجودة في المواقع البعيدة‬

‫‪24‬‬

‫حلول لتوفير الكهرباء لشحن الهواتف على الشواطئ‬

‫‪26‬‬

‫مأوى سيارات منتج لطاقة و منظر ملفت للنظر‬

‫‪27‬‬

‫حلول لإلضاءة و شحن الهواتف في المناطق النائية‬

‫‪28‬‬

‫تزويد محطات اإلتصاالت‬

‫‪29‬‬

‫تزويد سيارات الرحالت بالكهرباء‬

‫‪30‬‬

‫انارة و تزويق الحدائق والمنتجعات السياحية‬

‫‪31‬‬

‫توفير الكهرباء للمخيمات الكشفية والسياحة الجبلية‬

‫‪32‬‬

‫توفير الكهرباء في أماكن الصعبة ألغراض البحوث العلمية‬ ‫ومحطات األرصاد الجوية‬

‫‪33‬‬

‫تنتشر هذه المنارات على طول ساحل اريتريا في افريقيا‪ .‬قبل تثبيت‬ ‫هذا النظام الكهروضوئية‪ ،‬اعتمدت منارة على الغاز المعبأة في‬ ‫زجاجات‬

‫‪34‬‬

‫مضخات المياه التي تعمل بالطاقة الشمسية‬ ‫فعالة جدا في التطبيقات الزراعية وتزويد األرياف بالمياه الصالحة للشرب‬

‫‪35‬‬

‫سياج مكهرب الكهروضوئية للحماية من الحيوانات‬

‫‪36‬‬

‫اجهزة طرد الفئران بالطاقة الشمسية‬ ‫والموجات الفوق الصوتية‬

‫‪37‬‬

‫‪Solar insect traps‬مصائد الحشرات‬ ‫الضوئية بدون مبيدات ضارة‬

‫انظمة الريى المختلفة‬

‫‪38‬‬

‫انارة اللوحات اإلعالنية‬

‫‪39‬‬

‫انارة اشارات المرور‬

‫‪40‬‬

‫انارة اللوحات اإلرشادية في الطرق السيارة‬ ‫تقليل نفقات مد الكبالت على مسافات طويلة‬

‫‪41‬‬

‫حلول المراقبة عن بعد‬

‫‪42‬‬

‫توليد الطاقة الكهروضوئية للمساعدة على المالحة‬ ‫البحرية يلغي رحالت من وإلى الشاطئ إلعادة ملء‬ ‫المولدات مع الوقود األحفوري‪.‬‬

‫‪43‬‬

‫منارات وعالمات اإلرشاد للمالحة البحرية‬ ‫صيانة قليلة و تكلفة غير مرتفعة‬

‫‪44‬‬

‫الواح لشحن بطريات القوارب البحرية‬

‫محطات كبيرة للتوليد الطاقة الكهربائية‬

‫‪45‬‬

‫نظام هجين طاقة شمسية مع تربينات الرياح مع مولد ديازل‬ ‫لتزويد قرية بالكهرباء‬

‫‪46‬‬

‫في عام ‪ ،1987‬بدأت الحكومة السويسرية بتركيز اللوحات‬ ‫الفتوفولتية على طول جانبي الطريق سريع رئيسي‪ .‬تستعمل‬ ‫إلنارة الطريق ليال‬

‫‪47‬‬

‫هذا النظام في الفلبين ال يوفر الكهرباء للمنزل فحسب‪ ،‬بل أيضا‬ ‫مأوى لهذه دراجة نارية‪.‬‬

‫‪48‬‬

‫وثالجات صغيرة المحمولة على ظهور اإلبل‪ .‬لنقل‬ ‫التالقيح في أفريقيا‬

‫‪49‬‬

‫انارة دورات المياه العمومية‬ ‫في المتزهات و على‬ ‫الطرقات البعيدة‬

‫‪50‬‬

‫انارة مداخل المحميات و الحدائق و النصب‬ ‫التذكارية اين يتعذر وصول شبكة الكهرباء‬

‫سيارة شرطة بالطاقة‬ ‫الكهروضوئية في زيرمات‬ ‫بسويسرا‪ .‬فقط مسموح‬ ‫بالمركبات الكهربائية‪،‬‬ ‫والطاقة الشمسية‪ ،‬أو‬ ‫تجرها الخيول في هذه‬ ‫المدينة غريبة في جبال‬ ‫األلب‪.‬‬ ‫‪51‬‬

‫يتم استخدام مجموعة الضوئية‬ ‫إلعادة شحن مصابيح محمولة‬ ‫في ساحل العاج في أفريقيا‪.‬‬

‫‪52‬‬

‫هذه األلواح الشمسية توفر الضوء في مأوى محطات‬ ‫الحافالت في أستراليا‪ ،‬لتوفير األمن والراحة في الليل‪.‬‬

‫‪53‬‬

‫الطاقة الكهروضوئية‪ ،‬والرياح في مشروع تحلية مياه البحر‬ ‫الحصول على المياه في أجزاء كثيرة من العالم‪ ،‬ال يقل أهمية‬ ‫الحصول على الطاقة‪.‬‬

‫‪54‬‬

‫‪2‬‬

‫أنواع انظمة الفوتوفلتية‬

‫األنظمة املستقلة عن الشبكة العامة‬ ‫األنظمة املرتبطة بالشبكة العامة‬ ‫انظمة ضخ املياه بالطاقة الشمسية‬

‫‪57‬‬

‫‪ .1‬األنظمة المستقلة عن الشبكة العامة‬ ‫‪off-grid / stand-alone‬‬

‫نظام للتغذية املباشرة‬ ‫هو عبارة عن موديوالت فوتوفلتية للتغذية املباشرة ألمحال مثل‬ ‫تطبيقات مضخات املياه حيث يتم توصيل خمرج املوديول مباشرة إىل‬

‫مضخة خالل اليوم وبسطوع الشمس ختزن املياه باخلزان‪ .‬إلسغالهلا بقية‬ ‫اليوم‬

‫‪58‬‬

‫‪ .1‬األنظمة المستقلة عن الشبكة العامة‬

‫نظام يغذي احمال ‪ DC‬فقط‬

‫‪60‬‬

‫‪ .1‬األنظمة المستقلة عن الشبكة العامة‬

‫نظام يغذي احمال ‪AC‬و ‪DC‬‬

‫‪61‬‬

‫‪2‬‬

‫أنواع انظمة الفوتوفلتية و تطبيقاتها‬

‫األنظمة املستقلة عن الشبكة العامة‬ ‫األنظمة املرتبطة بالشبكة العامة‬ ‫انظمة ضخ املياه بالطاقة الشمسية‬

‫‪63‬‬

‫‪ .1‬األنظمة المرتبطة بالشبكة العامة‬

‫نظام مرتبط بالشبكة بدون بطريات‬

‫‪64‬‬

‫‪ .1‬األنظمة المرتبطة بالشبكة العامة‬

‫نظام مرتبط بالشبكة مزود ببطريات‬

‫‪66‬‬

‫املراجع‬ ‫‪Solar Photovoltaic Cell Sharma Ayushi Sanjay‬‬ ‫‪www.need.org‬‬ ‫ الطتتتتاقة مصتتادرها – اسةا ها – استخداماهتا تتتتوليف دكتةر مهادس‪ :‬طمد مصطف طمد اخلياط‬‫ الطاقة الشمسية دكتةر كاميييا ةةسف طمد‬‫الصةر ‪:‬مل الات‬

‫‪70‬‬

‫الفصل الثاني‪ :‬المكونات األساسية لألنظمة الفتوفولتية‬ ‫األلواح الكهروضوئية‬

‫‪2‬‬

‫البطريات‬ ‫منظمات الشحن الشمسية‬ ‫األنفرتر‬ ‫الكبالت و اجهزة احلماية للنظام‬ ‫واألشخاص‬

‫‪71‬‬

‫الفصل الثاني‪ :‬المكونات األساسية لألنظمة الفتوفولتية‬ ‫األلواح الكهروضوئية‬

‫‪2‬‬

‫البطريات‬ ‫منظمات الشحن الشمسية‬ ‫األنفرتر‬ ‫الكبالت و اجهزة احلماية للنظام‬ ‫واألشخاص‬

‫‪72‬‬

‫تعريف الفوتوفلتية‬ Semiconductors

photovoltaic Volta

photo

‫تعريف الخاليا الكهروضوئية‬ ‫‪‬الخاليا الكهروضوئية ‪ : photovoltaic‬هي وحده تقوم‬

‫بتحويل الطاقة الضوئية المباشرة إلى طاقة كهربائية ‪,‬‬ ‫وتصنع الخلية من المواد أشباه الموصالت مثل‬

‫السيلكون‬ ‫‪‬فوتوفولتيك ‪ :‬كلمة مشتقة من طبيعة عمل الخلية‬

‫فكلمة ( ‪ )photo‬تعني ضوء ‪ ,‬وكلمة )‪ )voltaic‬تعني‬ ‫كهرباء ‪ ,‬و هذا يعني تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء ‪.‬‬ ‫‪74‬‬

‫كيف تعمل اخللية الفتوفولتية‬ ‫عندما تسقط أشعة الضوء على الخلية تعمل هذه الطاقة على إثارة‬ ‫االلكترونات الغير مرتبطة في المادة و تجعلها تتحرك بحرية داخل‬

‫المادة ‪,‬‬

‫ضوء الشمس‬

‫‪75‬‬

‫بلورة سيلكون‬

‫إثارة‬ ‫االلكترونات‬ ‫الغير مرتبطة‬

‫انناج تيار‬ ‫كهربائئ‬

‫طريقة عمل اخللية الشمسية‬

‫‪77‬‬

‫‪cell PV‬‬

‫اخللية الشمسية‬ ‫األشعة الشمسية‬ ‫‪78‬‬

‫كهرباء‬

‫مكونات الخلية الشمسية‬

‫‪79‬‬

‫مصفوفة ألواح‬

‫اللوح‬ ‫قص الخاليا‬

‫‪80‬‬

‫الخلية‬

‫‪Wafer‬‬

‫عمليات تحسين‬ ‫للواجهة‬

‫‪Lingot‬‬

‫تحويله الى سبائك‬ ‫وقصه‬

‫‪Silicium purifié‬‬ ‫تنقية‬

‫مت تطوير شرائح السيليكون يف بداية اخلمسينات وضعها بأشكال‬

‫وأبعاد هندسية معينة قادرة على حتويل الطاقة الشمسية إىل طاقة‬ ‫كهربائية ‪ .‬تعطي من‪ 0,6-0,5‬فولت و ختتلف‬ ‫شدة التيار حسب مساحة اخللية و شدة اإلشعاع وتصنع باشكال‬

‫خمتلفة ومبقسات خمتلفة اشهرها املربعة(‪)125×125‬‬

‫‪81‬‬

‫‪ -1‬خاليا أحادية التبلر‪(mono cristalline):‬‬

‫‪ -2‬خاليا عديدة التبلور‪(poly cristalline):‬‬

‫‪ -3‬خاليا الفيلم الرفيع ‪(Thin Film ):‬‬

‫‪82‬‬

‫العالقة بين الجهد والتيار للخلية الفوتوفلتية‬ ‫توصف الخلية الفوتوفلتية بفرق جهد دائرتها المفتوحة وتيار دائرتها المغلقة ‪،‬‬ ‫فرق جهد الدائرة المفتوحة ‪ Voc‬هو قيمة‬ ‫الفولت الذى تعطية الخلية الفوتوفلتية عندما ال‬ ‫يمر أى تيار بالدائرة ‪ ،‬وهو أقصى فولت تعطية‬ ‫الخلية من اإلشعاع الشمسى‬ ‫تيار الدائرة المغلقة أو تيار دائرة القصر ‪Isc‬‬

‫هو التيار المار فى الخلية الفوتوفلتية بدون حمل‬ ‫أو مقاومة ‪ .‬وهو أقصى تيار تستطيع الخلية‬ ‫الفوتوفلتية إنتاجة من اإلشعاع‬

‫الشمسى ‪.‬‬ ‫‪85‬‬

‫المؤثرات الخارجية الرئيسة على الخلية الشمسية‬

‫تمثل شدة اإلشعاع الشمسي ودرجة حرارة فهى تأثر على‬ ‫على الجهد التيار ونقطة القدرة القصوى للخلية‬

‫وفي ما يلى منحنيات تجارب اجريت على الخاليا في معامل‬ ‫البحث او المراقبة داخل المصانع وهيئات التصديق‬

‫‪86‬‬

‫تغير قيم الجهد والتيار تبعا لتغير اإلشعاع الشمسى عند درجة حرارة ثابتة‬ ‫من خالل املنحنيات التالية نالحظ أن فرق اجلهد الناتج من اخللية الفوتوفلتية يظل ثابتا عند‬ ‫كل مستويات اإلشعاع الشمسى الساقط لكن التيار الناتج يتغري بشكل مباشر تبعا لقيم اإلشعاع‬ ‫الشمسى الساقط عند كل حلظة زمنية ‪.‬‬

‫‪87‬‬

‫أ‬ ‫تاثيردرجة حرارة و شدة اإلشعاع على منحنيات التشغيل‬

‫‪88‬‬

‫تطور كفاءة اخلاليا املصنعة‬

‫‪89‬‬

Valence electrons Tabs Grid lines

‫مقطع عرضى للخلية‬

‫‪91‬‬

‫تحدد خصائص الخلية في ظروف خاصة تسمى‬ “STANDARD” CONDITIONS

Temperature

Insolation (Irradiance)

Air mass

25ºC

1000 W/m2

AM1.5

‫كفاءة الخلية‬ = efficiencyh

Pout VI h  Pin Gt A

= Power out (W)Pout = Power in (W)Pin = Voltage (V)V = Current (A)I = Irradiance on the surface (W)Gt

= Cell area (m2)A

‫المميزات الكهربائية الخلية‬

Peak power (Pmax) Open circuit voltage(Voc) Max power voltage(Vmp) Short circuit current (Isc)

Max power current (Imp) 94

‫منحنى‬

‫‪95‬‬

‫‪IV‬‬

FILL FACTOR

= Fill factorFF

Pmax FF ï&#x20AC;½ Voc I sc

= Maximum power out (W)Pmax = Open circuit Voltage(V)Voc = Short circuit current (A)Ics

IV CURVE: FILL FACTOR FF = 0.75

FF = 0.45

‫تأثيرارتفاع درجات الحرارة على اداء الخلية‬ ‫عند ارتفاع درجات احلرارة‬ ‫نالحظ‬ ‫• اخنفاض قدرة اخللية‬ ‫• اخنفاض فولتية اخللية‬ ‫• ارتفاع طفيف لشدة التيار‬ ‫‪~0.0023V per ºC‬‬

‫‪98‬‬

‫تأثير شدة اإلشعاع على اداء الخلية‬ ‫نالحظ من خالل المنحنيات‬ ‫ان القدرة القصوى ترتفع طرديا‬

‫•‬

‫مع ارتفاع شدة اإلشعاع‬ ‫ارتفاع طفيف للفولتية كلما‬

‫•‬

‫زادت شدة اإلشعاع‬

‫ان شدة التيار تزتاد طرديا مع‬

‫•‬

‫زيادة شدة اإلشعاع‬

‫‪99‬‬

‫الخلية – اللوح – الصف ‪ -‬المصفوفة‬

‫‪10‬‬ ‫‪0‬‬

B A

‫تجميع الخليا على التوازي‬ Voltage from A to B = 0.5V Current through A = B = 3A

Voltage fro A to B = 0.5V Current through A = B = 6A

Voltage fro A to B = 0.5V Current through A = B = 9A 10 1

‫تجميع الخليا على التوازي‬

‫‪10‬‬ ‫‪2‬‬

‫تجميع الخليا على التوالي‬ A

B Voltage from A to B = 0.5V Current through A = B = 3A

B Voltage fro A to B = 1.0V Current through A = B = 3A

B Voltage fro A to B = 1.5V Current through A = B = 3A

10 3

‫تجميع الخليا على التوالي‬

‫‪10‬‬ ‫‪4‬‬

‫‪2‬‬ ‫األلواح الكهروضوئية‬

‫‪10‬‬ ‫‪5‬‬

‫احلاجة لتصنيع األلواح الكهروضوئية‬

‫‪ o‬اخلاليا الكهروضوئية هشة وحساسة إىل البيئة اخلارجية‬ ‫‪ o‬اجلهد وشدة التيار الذى توفره اخللية الواحدة ليس مناسب للتطبيقات العملية‬ ‫‪ o‬منع تآكل االتصاالت الكهربائية بسبب املاء أو خبار املاء‬ ‫‪ o‬التبديد احلرارى‬ ‫‪10‬‬ ‫‪6‬‬

‫يتكون اللوح الواحد من عدة خاليا وكل خلية تنتج ‪ 0.5‬اىل‪ 0,6‬فولت‬

‫وعند توصيل مجموعه منها بطريقة تسلسلية يعطي اللوح‬

‫الواحد مجموع الفولت الناتج من توصيل هذه الخاليا بطريقة‬ ‫تسلسلية فمثال لوح يحوي ‪ 36‬خلية يعطي (‪= 36 * 0.5‬‬ ‫‪18‬فولت)‪.‬‬

‫‪10‬‬ ‫‪7‬‬

‫توصيل اخلاليا داخل اللوح الكهروضوئي‬

‫‪10‬‬ ‫‪8‬‬

‫توصيل اخلاليا داخل اللوح الكهروضوئي‬ ‫‪U‬‬

‫‪10‬‬ ‫‪9‬‬

‫توصيل اخلاليا الشمسية يف صفوف‬ ‫يقع توصيل اخلاليا عن طريق شريط ناقل يف سلسلة حيث يوصل القطب املوجب (‪ )+‬مع القطب‬ ‫السالب اىل حني احلصول على الفولتية املطلوبة وللحصول على األمبري املطلوب يقع مضاعفة عدد‬ ‫السالسل املصولة على التوازي‬ ‫‪ruban‬‬

‫‪Cellules‬‬

‫‪110‬‬

‫مكونات اللوح الكهروضوئي‬ ‫بعد تجميع الخاليا في سلسلة و تصفيفها حسب القدرة المطلوبة‬ ‫يتم تغليف الخاليا في فراغ بين ‪ 2‬أفالم بالحرارة شفافة (ايفا‪ :‬اإليثيلين فينيل أسيتات)‬ ‫في أغلب األحيان يقع تثبيتها داخل هيكل من األلومنيوم‬ ‫من الجهة األمامية تقع تغطيته بالزجاج لحمية الخاليا ميكانيكيا مع السماح للضوء‬ ‫من الوجه الخلفي يمكن اضافة الزجاج أو ورقة ‪TEDLAR‬‬

‫‪EVA‬‬

‫‪VERRE‬‬

‫‪RUBAN‬‬ ‫‪JOINT‬‬ ‫)‪CELLULES (36 en série‬‬ ‫‪111‬‬

‫‪CADRE‬‬

‫مقطع للوح كهرو ضوئي مغلف بالزجاج من‬ ‫الجانبين‬

Verre face et arrière .1 Protection par EVA .2 Cellules cristallines .3 112

‫مقطع للوح كهرو ضوئي‬

‫‪ .1‬اطار من األملنيوم‬ ‫‪ .2‬عازل لتسرب املاء‬ ‫‪ .3‬بلور للحماية‬ ‫‪113‬‬

‫‪ .4‬غالف من ‪EVA‬‬ ‫‪ .5‬اخلاليا الكهروضوئية‪,‬‬ ‫‪ .6‬طبقة ‪Tedlar‬‬

‫علبة التوصيل‬ ‫‪ ‬جيب ان تكون علبة التوصيل حممية من تسرب املياه‬ ‫‪ ‬حتتوي على نقاط التوصيل ملختلف السالسل وديودات احلماية ‪by-pass‬‬ ‫‪ ‬كما تتضمن منافذ لكابالت التوصيل اخلارجية‬

‫‪114‬‬

‫خلفية اللوح كما هو موضح بالصورة ادناه حتوي صندوق صغري حيوي دايوود وهو الذي مينع‬ ‫انعكاس اجتاه التيار اثناء الليل‪ ،‬خيرج من هذا الصندوق سلكني أحدهما سالب واألخر‬ ‫موجب‪ ،‬يف نهاية هذين السلكني يوجد ما يسمى ام سي فور ( )‪MC4‬عن طريقه يتم‬

‫توصيل اللوح وهو ضروري مضاد للعوامل اجلوية ومينع اخلطاء اثناء التشبيك‪.‬‬

‫‪115‬‬

‫أنواع األلواح املتوفرة باألسواق‬

‫‪116‬‬

‫تطور كفاءة األلواح املصنعة‬

‫‪117‬‬

‫توصيل األلواح على التواىل ‪ /‬التوازي‬

‫‪118‬‬

‫توصيل األلواح تواىل و التوازي‬

‫‪119‬‬

‫استخدام أي من الطريقتني لن يغري القدرة الناجته ( الوات )‬ ‫عندما مثال تكون االلواح يف موقع بعيد وحنتاج ان نزيد الفولت لكي نعوض فقدان الفولت بسبب بعد‬ ‫املسافة‬ ‫إذا زاد االمبري حنتاج مقاس اسالك أكرب وهذا مكلف‪ .‬دائما زيادة االمبري مكلف ألنه حيتاج اسالك‬ ‫أكرب وجيب ان يتوافق االمبري مع حجم االسالك واال سيؤدي اىل ارتفاع حرارة االسالك ورمبا حريق‪.‬‬

‫من الضروري عند استخدام أي من الطريقتين معرفة الحد األعلى لمنظم الشحن ألنها تتراوح ما بين ‪ 5‬امبير‬ ‫الى ما يقارب ‪ 100‬امبير ‪ ,‬لهذا أسلوب التوصيل سواء كان تسلسلي او متوازي يجب ان يأخذ بعين االعتبار‬ ‫قوة منظم الشحن وحجم االسالك وبعد االلواح عن بنك البطاريات او المحول‪.‬‬

‫‪12‬‬ ‫‪0‬‬

‫الفصل الثاني‪ :‬المكونات األساسية لألنظمة الفتوفولتية‬ ‫األلواح الكهروضوئية‬

‫‪2‬‬

‫البطريات‬ ‫منظمات الشحن الشمسية‬ ‫األنفرتر‬ ‫الكبالت و اجهزة احلماية للنظام‬ ‫واألشخاص‬

‫‪12‬‬ ‫‪1‬‬

‫يعيش أكثر من ‪ 80%‬من سكان العامل اليوم يف مناطق ريفية‬ ‫حيث يكون الوصول إىل الكهرباء أمرا صعبا ورمبا غري متوافر‬ ‫بصورة مستمرة‪ .‬إن تكنولوجيا الطاقة املتجددة املعتمدة على‬

‫البطاريات جعلت من املمكن احلصول على طاقة ثابتة ميكن‬ ‫االعتماد عليها من أجل هذه املناطق النائية مبا ميكنه تغيري‬ ‫حياة الناس بشكل فعال‪ .‬يف هذه املواقع النائية‪ ،‬حتتاج النظم‬ ‫املستقلة الذاتية إىل بطاريات ميكن الوثوق فيها واالعتماد عليها‬ ‫بشكل استثنائي‪.‬‬ ‫‪12‬‬ ‫‪2‬‬

‫البطارية السائلة (الرصاصية ) ترتكب البطارية السائلة من‪:‬‬

‫‪12‬‬ ‫‪3‬‬

12 4

‫‪ -1‬الغالف أو اجلسم اخلارجي‪ -:‬يصنع من املطاط املضغوط أو‬ ‫البكااليت‪ ,‬و يقسم من الداخل إىل حجرات الحتواء الصفائح و‬ ‫تسمى هذه احلجرات باخلاليا‪.‬‬ ‫‪ -2‬الغطاء العلوي‪ -:‬يصنع من نفس مادة الغالف اخلارجي‪ ,‬و يعمل‬ ‫على محاية األجزاء الداخلية للبطارية من العوامل اخلارجية‪ ,‬و‬

‫يوجد يف الغطاء فتحات بعدد خاليا البطارية و ذلك مللئ البطارية‬ ‫باحمللول من خالهلا‪.‬‬

‫‪12‬‬ ‫‪5‬‬

‫‪ -3‬الصفائح‪ -:‬و هي عبارة عن ألواح على شكل شبكة حتتوي على فراغات متلئ باملادة‬ ‫الفعالة ( أول أكسيد الرصاص أو الرصاص ) حسب نوع الصفائح‪ ,‬و تقسم الصفائح إىل نوعني‬ ‫رئيسيني‪.‬‬

‫أ ) الصفائح املوجبة‪ -:‬متلئ فراغات األلواح املوجبة مبادة أول أكسيد الرصاص و تتميز بلونها البين‬ ‫الغامق‪.‬‬ ‫ب) الصفائح السالبة‪ -:‬متلئ فراغات األلواح السالبة مبادة الرصاص ‪ ,‬ومتييز بلونها الرمادي‪ ,‬و يزيد‬

‫عدد األلواح السالبة عن األلواح املوجبة بلوح واحد‪.‬‬ ‫جيب مالحظة أن‪ -:‬كل خلية من خاليا البطارية حتتوي على جمموعة من الصفائح املوجبة و السالبة‬ ‫تفصل بينها ألواح عازلة‪ ,‬و مقدار فولطية كل خلية‪ 2‬فولط و املعنى من ذلك أن بطارية‪ 12‬فولط‬ ‫حتتوي على‪ 6‬خاليا‪.‬‬ ‫‪12‬‬ ‫‪6‬‬

‫‪ -4‬الصفائح أو األلواح العازلة‪ :‬تصنع من مادة عازلة مثل البالستيك أو‬

‫املطاط أو األلياف الزجاجية‪ ,‬و تعمل على الفصل بني األلواح املوجبة‬ ‫و األلواح السالبة‪ ,‬و يكون احد سطحي األلواح العازلة ناعم امللمس و‬

‫يكون من جهة الصفائح السالبة أما السطح األخر فيكون ذات‬ ‫أخاديد و يكون من جهة الصفائح املوجبة‪ ,‬و تكون الصفائح‬

‫العازلة مسامية و ذلك لتسمح مبرور احمللول من خالهلا و انتقاله من‬ ‫األلواح املوجبة إىل األلواح السالبة‪.‬‬ ‫‪12‬‬ ‫‪7‬‬

‫مبدأ عمل البطاريات‬ ‫تتلخص آلية عمل املركم الرصاصي بالتفاعالت الكيميائية اليت‬ ‫حتدث أثناء عملييت الشحن و التفريغ للمركم‪ ,‬و ميكن توضيح آلية‬ ‫العمل بالتطرق لكل مرحلة على حدا‪.‬‬

‫‪12‬‬ ‫‪8‬‬

‫مبدأ عمل البطاريات ‪:‬مرحلة التفريغ‬ ‫تتلخص هذه املرحلة بعملية حتويل الطاقة الكيميائية إىل طاقة كهربائية و ذلك عند توصيل‬ ‫محل كهربائي مع البطارية حيث يستهلك جزء من الطاقة الكهربائية املخزنة يف البطارية‪.‬‬ ‫نتيجة التفاعالت الكيميائية اليت حتدث داخل البطارية تنفصل كربيت ‪SO4‬عن اهليدروجني‬

‫‪H2‬و تتحد مع الرصاص ‪Pb‬على كلى الصفيحتني املوجبة و السالبة مكونة كربيتات الرصاص‬ ‫‪PbSO4,‬وتتحد ذرة األكسجني ‪O2‬مع اهليدروجني مكونة املاء ‪H2O‬‬ ‫يف نهاية مرحلة التفريغ يصبح احمللول عبارة عن املاء ‪H2O‬و الصفائح املوجبة و السالبة مكونة‬

‫من كربيتات الرصاص ‪PbSO4‬‬ ‫املعادلة الكيميائية أثناء مرحلة التفريغ‬ ‫‪PbO2 + Pb + 2H2SO4 ___________ PbSO4 + PbSO4 + 2H2O‬‬ ‫‪12‬‬ ‫‪9‬‬

‫مبدأ عمل البطاريات ‪ :‬مرحلة الشحن‬ ‫وتتلخص هذه املرحلة بإعادة حتويا الطاقة الكهربائية إىل طاقة كيميائية و‬ ‫ختزينها داخل البطارية‪ ,‬و تتم مرحلة الشحن بتوصيل البطارية مع مصدر للتيار‬

‫املستمر مثل املولد أو جهاز الشحن‪ ,‬التفاعالت الكيميائية اليت حتدث يف هذه‬ ‫املرحلة معاكسة للتفاعالت الكيميائية اليت حتدث أثناء التفريغ‪.‬‬ ‫املعادلة الكيميائية أثناء مرحلة الشحن‬ ‫‪PbSO4 + PbSO4 + 2H2O ___________ PbO2 + Pb + 2H2SO4‬‬

‫‪13‬‬ ‫‪0‬‬

‫الفرق بني بطريات السيارات و بطاريات ال ‪deep cycle‬‬

‫بطاريات (ديب سيكل) ‪ deep cycle‬اي بطاريات ذات (الدورة العميقة) يف التخززين‬ ‫إن صح التعبري يف الرتمجة‪ -‬حيث يكون هلا ألواح من الداخل أمسك وأمنت من بطاريزات‬‫السيارات وبهذا ميكنك إعادة شحنها عدة مرات دون أن تفسد البطارية‪.‬‬ ‫أهم شئ يف بطاريات ال ‪ deep cycle‬هو انزك ميكزن تفريزغ البطاريزات حزيت‪ %80‬مزن‬ ‫سعتها مئات املرات دون ان تفسد‬ ‫ولكن بطارية السيارة ميكن تفريغها اثناء اسزتخدامها حزيت‪ %20‬فقزط مزن سزعتها وأي‬ ‫تفريغ اكثر من ذلك تبدأ بطارية السيارة يف التدمري إن بطاريزة السزيارة مصزممة ملزنح‬ ‫شدة تيار كبرية لفرتة بسيطة من أجل تدوير حمرك السيارة عند بدء تشغيل السيارة‬ ‫اما بطاريات الديب سيكل فهي مصممه ملنح كمية ثابتة من التيار لفزرتة طويلزة مزن‬

‫الوقت‪.‬‬

‫‪13‬‬ ‫‪1‬‬

13 2

‫احلاجة اىل بطاريات الطاقة الشمسية ؟‬ ‫إن االنظمة الشمسية املتصلة بالكهرباء العمومي ال تستحق بطاريات طاقة مشسية ذلك نظرا‬

‫ألن شبكة الكهرباء العمومي ميثل املخزن الدائم للكهرباء يف حاالت غياب الشمس‪ .‬أما‬ ‫االنظمة الشمسية اليت ال تتصل بالكهرباء العمومي فهي تستحق بطاريات الطاقة الشمسية‬ ‫لتخزين الطاقة يف حاالت عدم توفر االشعاع الشمسي الالزم‪ .‬و ذلك خاصة يف حاالت‬ ‫التطبيقات اليت ال جيب إطالقا أن تنقطع عنها الكهرباء مثل الساعة اليت تعمل بالطاقة‬ ‫الشمسية‪ .‬بل أكثر من ذلك‪ ,‬فان هذا النوع من التطبيقات يستوجب بطاريات بسعة كبرية‬ ‫جدا تكفيها اليام كثرية من العمل دون اشعاع مشسي‪ .‬و يف االنظمة املنفصلة توجد حالتان‬ ‫ال تستوجبان استعمال بطاريات الطاقة الشمسية و هما‪:‬‬ ‫‪13‬‬ ‫‪3‬‬

‫حالة استعمال اآلالت أثناء وجود اشعاع مشسي فقط‪ .‬يف هذه‬‫احلالة ال حاجة لنا اىل ختزين الطاقة مبا أننا نستعمل الطاقة‬ ‫الشمسية مباشرة من االلواح فقط‬ ‫حالة وجود وسيلة أخرى لتخزين الطاقة مثل نظام مضخات املياه‬‫اليت تعمل بالطاقة الشمسية‪ .‬ففي هذه احلالة ميكن ختزين املياه‬ ‫يف خمزن مائي بعد ضخها اثناء تواجد اشعاع مشسي كاف‪ .‬و يف‬ ‫حالة غياب الشمس نستعمل خزان املاء بدل املضخة‪.‬‬ ‫‪13‬‬ ‫‪4‬‬

‫أنواع بطاريات الطاقة الشمسية‬ ‫يف الواقع يوجد نوعني رئيسيني من بطاريات الطاقة الشمسية وهما ‪:‬‬ ‫‪.1‬‬

‫بطاريات الرصاص املغمورة ‪FLA - Flooded Lead Acid‬‬

‫‪ .2‬بطاريات الرصاص الغري مغمورة‬

‫‪13‬‬ ‫‪5‬‬

‫‪VRLA Valve Regulated Lead Acid‬‬

‫البطاريات السائلة تتطلب جتديد مستمر للماء واحلامض كل ستة أشهر‬ ‫تقريبا‪ ،‬وإذا متت صيانتها بعناية فهي تدوم عمرا أطول‪ ،‬وهذه‬ ‫أنسب سعراً من األنواع األخرى‬ ‫البطاريات اهلالمية تتميز بالعديد من املزايا أكثر من البطاريات السائلة‪ ،‬هي‬ ‫بطاريات مغلقة ال حتتاج اىل تعبئة والحتتاج اىل أي صيانة‬ ‫البطاريات العميقة هي من أفضل البطاريات الستخدامات األنظمة الشمسية‪.‬‬ ‫وهي بطاريات مغلقة وخالية من املتاعب وال حتتاج ألي صيانة‬

‫‪13‬‬ ‫‪6‬‬

‫أنواع بطاريات الطاقة الشمسية ‪:‬البطاريات الرصاص الغري مغمورة ‪VRLA‬‬

‫فهي تقريبا ال حتتاج الي صيانة كما انها‬ ‫تطلق كمية مهملة من غاز اهليدروجني ما‬ ‫جيعلها اسهل يف النقل ويف الرتكيب وال‬ ‫يعترب التعامل معها فيه شيء من اخلطورة‪.‬‬ ‫وهذا النوع يوجد منه ثالثة انواع رئيسية‬ ‫وهم ‪Wet‬و ‪AGM‬و ‪Gel .‬‬

‫‪13‬‬ ‫‪7‬‬

‫أنواع بطاريات الطاقة الشمسية ‪:‬البطاريات الرصاص الغري مغمورة ‪VRLA‬‬

‫ال ‪Wet‬يستطيع ان يقوم بعمل ما يقرب من‪500‬‬ ‫عملية تفريغ عميقة ملا يقرب من‪ %80‬من شحنته‬ ‫وهو اصال مصمم الأغراض مالحية ولكن ميكن‬ ‫استخدامه يف انظمة الطاقة الشمسية وهو يعترب‬ ‫حل مثالي واقتصادي اذا كنت تبحث عن التوفري‪.‬‬

‫‪13‬‬ ‫‪8‬‬

‫أنواع بطاريات الطاقة الشمسية ‪:‬البطاريات الرصاص الغري مغمورة ‪VRLA‬‬

‫ال ‪AGM‬فهو أختصار ‪Absorbed Glass‬‬ ‫‪Mat‬وهو يعين السائل القابل للتأين‬ ‫الكهربي مت امتصاصه يف حصرية‬ ‫اسفنجية‪.‬‬

‫اما ال ‪Gel‬فهو من امسه واضح ان السائل مت‬ ‫حتويله الي ما يشبه اجليلي اي انه اصبح‬ ‫أقل ميوعة وأكثر متاسك‪.‬‬ ‫‪13‬‬ ‫‪9‬‬

‫أنواع بطاريات الطاقة الشمسية ‪:‬البطاريات الرصاص الغري مغمورة ‪VRLA‬‬

‫اما ال ‪Gel‬فهو من امسه واضح ان السائل مت‬ ‫حتويله الي ما يشبه اجلل اي انه اصبح أقل‬ ‫ميوعة وأكثر متاسك‪.‬‬ ‫‪14‬‬ ‫‪0‬‬

‫أنواع بطاريات الطاقة الشمسية ‪:‬البطاريات الرصاص الغري مغمورة ‪VRLA‬‬

‫اما ال ‪Gel‬فهو من امسه واضح ان السائل مت‬ ‫حتويله الي ما يشبه اجليلي اي انه اصبح‬ ‫أقل ميوعة وأكثر متاسك‪.‬‬ ‫‪14‬‬ ‫‪1‬‬

14 2

‫تقديم‬ ‫من أجل اختيار بطاريات الطاقة‬ ‫الشمسية املناسبة لنظام الطاقة الشمسية‬ ‫اخلاص بنا جيب أن نعرف أوال ما هي مواصفات‬ ‫البطاريات‪ .‬ومن أهم هذه املواصفات نذكر‪:‬‬ ‫‪14‬‬ ‫‪3‬‬

‫اجلهد الكهربائي ‪:‬‬‫و هو من أهم مواصفات البطاريات و أشهرها ويعرف كذلك بفرق‬

‫اجلهد الكهربائي او القوة الكهربائية الدافعة او الفولتية‪.‬‬ ‫و اجلهد الكربائي هو الفرق يف قيمة الطاقة الكهربائية‬ ‫(الكمون الكهربائي) بني قطيب البطارية‪ .‬كما يعرف كذلك‬

‫على أنه القوة الدافعة لاللكرتونات من القطب السالب اىل‬ ‫القطب املوجب‪.‬الوحدة املستعملة لقياس اجلهد الكهربائي هي‬ ‫الفولط‪ .‬و افضل طريقة لفهم الكهرباء هي مماثلته باملاء‪.‬فاجلهد‬

‫الكهربائي ميكن أن منثله بارتفاع مستوى املاء أو بالضغط‬ ‫كما توضح أكثر الصور التالية‪:‬‬ ‫‪14‬‬ ‫‪4‬‬

‫جهد الشحن ‪:‬‬

‫و هي متثل أقل قيمة جهد كربائي الزمة لشحن البطارية ‪.‬‬ ‫كمثال فإن بطاريات الرصاص ذات جهد ‪ 12‬فولط تستوجب جهد‬

‫شحن يرتاوح بني ‪ 13.2‬و ‪ 14.4‬فولط لشحنها بطريقة جيدة‪.‬‬

‫‪14‬‬ ‫‪5‬‬

‫‪-‬قدرة البطارية أو ‪CAPACITY :‬‬

‫القدرة ( )‪capacity‬هي من أهم مواصفات البطاريات‪ .‬فهي القيمة اليت نبحث عنها عند القيام حبساب بطاريات‬ ‫الطاقة الشمسية‪ .‬وهي متثل كمية الطاقة اليت ميكن ختزينها يف البطارية‪ .‬لذلك ميكن أن نسميها سعة‬ ‫البطارية‪ .‬وحدة قياس قدرة البطارية هي ‪Ah‬اي حاصل ضرب التيار املستخدم (باالمبري) يف الوقت الالزم لتفريغ‬ ‫البطارية (بالساعة)‪.‬‬ ‫و جيب أن نعلم كذلك أن درجة احلرارة تأثر على قدرة البطارية‪ .‬فقدرة البطارية تكون أفضل يف فصل‬ ‫الصيف من فصل الشتاء‪ .‬و ذلك الن التفاعالت الكيميائية عادة تكون اسرع عند ارتفاع درجة احلرارة‪.‬‬ ‫ميكن أن نعرف قدرة البطارية بأنها قدرتها على نقل قيمة حمددة من التيار يف ظرف ساعة‪ .‬فمثال لو أخذنا‬ ‫بطارية ذات قدرة‪AH 50‬و ربطناها جبهاز يستهلك‪A 50‬من التيار هذا يعين ان املدة الالزمة الفراغ البطارية من‬ ‫الطاقة هي ساعة واحدة‪.‬‬ ‫ماذا لو ربطنا نفس البطارية مع جهاز كهربائي يستهلك‪A. 25‬يف هذه احلالة الوقت الالزم لتفريغ البطارية هو‬ ‫‪ 2= 25/ 50:‬ساعة‪ .‬طبعا هي الطريقة غري دقيقة‪ % 100‬الن مدة افراغ البطارية مرتبطة بنوع البطارية و الن‬ ‫قيمة القدرة اليت حددها املصنع للبطارية هي خاصة بظروف جتريبية معينة كاحلرارة و تيار املستهلك‪ .‬و‬ ‫عادة هذه احلرارة التجريبية تكون قيمتها‪ 25‬درجة و مدة افراغ الشحن التجريبية تكون‪ 20‬ساعة‪.‬‬ ‫‪14‬‬ ‫‪6‬‬

‫معدل التفريغ ‪DISCHARGE RATE‬‬‫معدل التفريغ أو ما يسمى كذلك معدل سي ( )‪C Rate‬للتفريغ ميثل احلد األقصى‬ ‫للتيار الذي ميكن للبطارية أن تنقله‪ .‬و ليتضح احلال فلنطبق ذلك على مثالنا السابق للبطارية‬ ‫ذات قدرة‪AH. 50‬و لنفرض أن معدل التفريغ هلذه البطارية هو‪C. 1‬يف هذه احلالة التيار‬ ‫االقصى الذي ميكن أن تنقله البطارية هو‪A 50‬اي ان اجلهاز املستقبل (املتصل مع البطارية) ال‬ ‫يستطيع أن يستهلك اكثر من‪A. 50‬اما إذا كان معدل التفريغ هلذه البطارية هو‪C 2‬فإن‬ ‫اقصى تيار ميكن هلذه البطارية هو‪A. 100‬اي اننا نضرب القدرة يف عدد معدل التفريغ‪ .‬لكن‬ ‫طبعا اذا زاد استهالك التيار نقصت مدة تفريغ البطارية كما راينا يف الفقرة السابقة‪ .‬ففي‬ ‫حالة استهالك‪A 100‬من نفس البطارية‪AH 50‬ستكون مدة التفريغ‪ = 100/ 50‬نصف ساعة‪.‬‬ ‫‪14‬‬ ‫‪7‬‬

‫معدل الشحن ‪: CHARGE RATE‬‬ ‫معدل الشحن او معدل سي للشحن ( )‪max charge C Rate‬ميثل احلد‬ ‫األقصى للتيار الذي ميكن تشحن به البطارية‪ .‬فمثال لو كان معدل الشحن‬

‫األقصى لبطاريتنا ذات قدرة ‪AH 50‬هو‪C 1‬اذن هذا يعين اننا ال نستطيع شحنها‬ ‫باكثر من‪A. 50‬و يف هذه الظروف ستكون مدة الشحن هي ساعة واحدة‪ .‬جيب‬ ‫أن نعرف أن الشحن البطيء بتيار ذو قيمة منخفضة يساعد على االبقاء على عمر‬ ‫البطارية باالضافة اىل انه حيسن كفاءة الشحن‪ .‬و إن معدل الشحن اجليد الغلب‬ ‫البطاريات هو ‪C/10‬او ‪C 0.1‬اي اصغر من قدرة البطارية بعشر مرات يف مثالنا‬

‫التيار اجليد للشحن هو‪A. 5‬لكن هذا املعدل وصل اىل ‪C/500‬يف بعض‬ ‫البطاريات احلديثة‪.‬‬ ‫‪14‬‬ ‫‪8‬‬

‫عمق تفريغ الشحن االقصى ‪DOD:‬‬‫هناك بعض انواع البطاريات اليت ال ميكنها إخراج كل الطاقة املخزونة بداخلها‪ ,‬مثل بطاريات‬ ‫‪lead-acid.‬ومن هنا اتى تعريف عمق تفريغ الشحن ( )‪Depth Of Discharge‬و هو ميثل‬ ‫النسبة املائوية من سعة او قدرة البطارية اليت ميكن استعماهلا بدون ضرر البطارية طبعا‪ .‬فمثال‬ ‫بطاريات ‪Lead-Acid‬القدمية ال ميكنها حتمل تفريغ شحن كبري لذلك ظهر فرع جديد من‬ ‫هذه البطاريات يسمى ببطاريات تفريغ الشحن العميق ‪Deep cycle battery.‬وهذه البطاريات‬ ‫يرتاوح عمق تفريغ شحنها بني‪ 45‬اىل‪ 75‬باملائة و ذلك حسب معطيات الصانع (حسب‬ ‫ويكيبيديا)‪ .‬لذلك عندما حنسب املدة الالزمة لتفريغ البطارية جيب ان نضرب النتيجة يف‪0.6‬‬ ‫مثال اذا كنا نستمل بطارية ‪lead-acid.‬‬ ‫‪14‬‬ ‫‪9‬‬

‫يف الصور التالية الحظ تغري عدد دورات احلياة مقارنة بنسبة افراغ الشحن ‪DOD‬النواع بطاريات خمتلفة‪.‬‬ ‫هذا اجلدول يبني الفرق الواضح يف عدد دورات احلياة بني بطاريات ‪Lead-acid‬العادية او تسمى ايضا‬ ‫بطاريات البداية ( )‪Starter battery‬و بني بطاريات افراغ الشحن العميق ‪Deep-cycle battery.‬الشيء‬ ‫الثاني الذي ميكن مالحظته من هذا اجلدول هو نقصان عدد دورات احلياة مع زيادة نسبة تفريغ الشحن‪.‬‬

‫‪15‬‬ ‫‪0‬‬

‫العالقة بني عمق التفريغ ‪ DOD‬وعدد الدورات‬ ‫هذا املنحنى يبني تغري عدد دورات حياة احد البطاريات مع تغري نسبة افراغ الشحن ‪DOD‬‬

‫‪15‬‬ ‫‪1‬‬

‫‪4‬‬ ‫كيفية توصيل بطاريات الطاقة الشمسية‬ ‫على التوالي و على التوازي‬

‫‪15‬‬ ‫‪2‬‬

‫إن تركيب البطاريات شبيه متاما برتكيب األلواح الشمسية كما‬ ‫سبق و ذكرنا‪ .‬فإن أردنا أن نزيد من اجلهد نقوم بتوصيل البطاريات‬ ‫بالتساوي‪ .‬و إن أردنا أن نزيد من التيار أو القدرة نزيد عدد البطاريات‬ ‫املركبة بالتوازي‪ .‬و إن أردنا زيادتهما معا نقوم بالتوصيل املزدوج (‬ ‫بالتوازي و التسلسلل معا)‪ .‬أي أننا نتحكم باجلهد و القدرة كما نشاء‪.‬‬ ‫الحظ يف الصورة التالية تغري اجلهد( )‪V‬الو القدرة ( )‪AH‬مع نوع من‬

‫أنواع توصيل البطاريات‬ ‫‪15‬‬ ‫‪3‬‬

‫في هذه الصورة لدينا أربع بطاريات ذات جهد ‪ 12‬فولط و قدرة ‪AH . 100‬‬ ‫في أقصى يمين الصورة قمنا بتوصيل البطاريات بالتسلسل و هذا ما أدى إلى‬ ‫زيادة الجهد و المحافظة على قيمة القدرة‪ .‬فصارت قيمة الجهد ‪= 12*4‬‬ ‫‪ 48‬فولط‪ .‬و في أقصى يسار الصورة قمنا بتوصيل بطاريات الطاقة الشمسية‬ ‫بالتوازي‪ .‬فحافظنا بالتالي على الجهد ‪ 12‬و فولط و زدنا في قيمة القدرة‪:‬‬ ‫‪Ah. 400 = 4 * 100‬و في المثال المتبقي قمنا بتوصيل البطاريات بطريقة‬ ‫مزدوجة‪ .‬اي اننا قمنا بعمل سلسلتين كل واحدة منهما متكونة من‬ ‫بطاريتين‪ ,‬و هذا ما زاد الفولتية إلى ‪ 24‬فولط‪ .‬ثم قمنا بعد ذلك بربط‬ ‫السلسلتين بالتوازي و هذا ما ادى زيادة القدرة فصارت ‪AH. 200‬‬ ‫‪15‬‬ ‫‪4‬‬

‫مالحظة‪ :‬ميكننا نظريا أن نقوم بتوصيل البطاريات كما نشاء‪ .‬لكن‬ ‫تطبيقيا جيب أن حناول أن ال نقوم بتوصيل أكثر من سلستني من البطاريات‬ ‫بالتوازي ألن هذا يؤدي اىل استعمال غري متساو للبطاريات‪.‬حيث أن البطاريات‬ ‫اليت يف الوسط ستسعمل أقل من البطاريات اليت يف االطراف‪ .‬وهذا يسبب‬ ‫تفاوت يف أعمار البطاريات‪ .‬أما يف السلسلتني ميكننا أن خنتار العدد الذي‬

‫نريده من البطاريات املتسلسلة‪.‬‬ ‫‪15‬‬ ‫‪5‬‬

‫‪-‬‬

‫‪‬‬

‫‪12V‬‬ ‫‪220AH‬‬

‫‪-‬‬

‫توصيل البطاريات‬ ‫( على التوالي )‬ ‫‪‬‬

‫‪12V‬‬ ‫‪220AH‬‬

‫تنبيه البطاريات يجب ان تكون نفس‬ ‫الفولتية و السعة كذالك العمر‬

‫‪-‬‬

‫‪‬‬

‫‪24V‬‬ ‫‪220AH‬‬

‫فائدة تجميع البطاريات على التوالي هي الحصول على بطرية فولتيها تساوي ضعف البطرية الواحدة‬ ‫لكن سعة البطرية المكافئة تساوي سعة بطرية واحدة‬ ‫‪15‬‬ ‫‪6‬‬

‫‪-‬‬

‫‪‬‬

‫‪12V‬‬ ‫‪220AH‬‬

‫‪-‬‬

‫توصيل البطاريات‬ ‫( على التوازي )‬

‫‪‬‬

‫‪12V‬‬ ‫‪220AH‬‬

‫تنبيه البطاريات يجب ان تكون نفس‬ ‫الفولتية و السعة كذالك العمر‬

‫‪-‬‬

‫‪12‬‬

‫‪V‬‬

‫‪‬‬

‫‪0AH44‬‬

‫فائدة تجميع البطاريات على التوازي هي الحصول على بطرية سعتها تساوي ضعف البطرية الواحدة‬ ‫لكن فولتية البطرية المكافئة تساوي فولتية بطرية واحدة‬ ‫‪15‬‬ ‫‪7‬‬

‫‪-‬‬

‫‪‬‬

‫‪-‬‬

‫‪12V‬‬ ‫‪220AH‬‬

‫نقطة التوصيل‬ ‫مع األنفرتر‬

‫‪-‬‬

‫‪‬‬

‫‪12V‬‬ ‫‪220AH‬‬

‫‪‬‬

‫‪12V‬‬ ‫‪220AH‬‬

‫‪-‬‬

‫توصيل البطاريات‬ ‫( توازي ‪ /‬توالي )‬

‫‪‬‬

‫‪12V‬‬ ‫‪220AH‬‬

‫تنبيه البطاريات يجب ان تكون نفس‬ ‫الفولتية و السعة كذالك العمر‬

‫نقطة التوصيل‬ ‫مع األنفرتر‬

‫‪-‬‬

‫‪24‬‬

‫‪V‬‬

‫‪‬‬

‫‪0AH44‬‬

‫فائدة الجمع بين التوالي و التوازي هي الحصول على بطرية سعتها تساوي ضعف البطرية الواحدة‬ ‫و فولتيتها ضعف فولتية البطرية الواحدة‬ ‫‪15‬‬ ‫‪8‬‬

‫الفصل الثاني‪ :‬المكونات األساسية لألنظمة الفتوفولتية‬ ‫األلواح الكهروضوئية‬

‫‪2‬‬

‫البطريات‬ ‫منظمات الشحن الشمسية‬ ‫األنفرتر‬ ‫الكبالت و اجهزة احلماية للنظام‬ ‫واألشخاص‬

‫‪15‬‬ ‫‪9‬‬

16 0

‫تعريف منظم الشحن‬

‫هو جهاز إلكرتوني يقوم بتنظيم اجلهد الكهربائي الوارد من اخلاليا الشمسية قبل مروره إىل‬

‫بطاريات الطاقة الشمسية وكذلك الصادر من البطارية إىل احلمل الكهربائي‬

‫وذلك للمحافظة على البطاريات املستخدمة والتأكد من شحنها واستخدامها بصورة أمثل‪.‬‬ ‫‪16‬‬ ‫‪1‬‬

‫موقع منظم الشحن‬ ‫يقع منظم الشحن يف نظام الطاقة الشمسية الكهربائية بني األلواح والبطاريات كما هو موضح بالرسم‬

‫بعض منظمات الشحن بها موصل لألمحال من االلواح مباشره وهذه تستخدم غالبا بتحكم تلقائي يتم‬ ‫تشغيله عندما تكون البطاريات مشحونة شحن كامل اثناء طلوع الشمس او لتشغيل مراوح لتربيد‬ ‫األجهزة اثناء النهار وهي تعمل بالتيار املستمر‪ ،‬غالبا هذه اخلاصية ال تستخدم كثريا‪.‬‬ ‫‪16‬‬ ‫‪2‬‬

‫مبدأ عمل منظم الشحن‬

‫تعمل منظمات الشحن مثل ملء كوب من املاء عندما يقرتب الكوب من االمتالء ختفض الصب ثم توقفه إذا امتالء الكوب‪،‬‬ ‫كذلك منظم الشحن عندما يكون شحن البطاريات منخفض يتم ارسال التيار القادم من االلواح بسرعة عالية وعندما تقرتب‬ ‫من اإلمتالء ختفض سرعة التيار ويتم ذلك عن طريق رفع الفولت وختفيض االمبري حسب حاجة البطاريات للشحن بعد ان‬ ‫متتلئ البطاريات حيافظ املنظم على بقاءها مشحونة طوال الوقت بإرسال نبضات متقطعة من التيار حتى تبقى ممتلئة‪.‬‬ ‫عملية شحن البطاريات متر بعدة مراحل مرحلة الشحن العالي ثم مرحلة االمتصاص ثم مرحلة الطفو ومرحلة التوازن‪ ،‬الرسم‬ ‫البياني التالي يوضح كيف تتم هذه العملية‪.‬‬

‫‪16‬‬ ‫‪3‬‬

‫هل ميكن االستغناء عن منظم الشحن ؟‬ ‫يف احلقيقة منظم الشحن ليست مهمته منع الشحن الزائد عن البطارية فقط ! ‪،‬‬

‫وامنا له عدة مهام اخرى مهمة جداً للحفاظ على البطارية وميكن تلخيص هذه‬ ‫املهام يف النقاط التالية ‪:‬‬

‫‪16‬‬ ‫‪4‬‬

‫‪ (1‬محاية اخللية الشمسية من التلف بسب القصر‬ ‫احتواء منظم الشحن على قاطع داخلي ( )‪fuse‬يعمل على محاية اخللية الشمسية من التلف يف‬ ‫حالة تالمس اقطاب اخلاليا معا و عند حدوث قصر يف الدائرة (‪short circuit).‬‬

‫‪16‬‬ ‫‪5‬‬

‫‪ (2‬تنقية و تثبيت الفولتية اليت تتصل إىل‬ ‫البطارية و األمحال‬ ‫يعمل املنظم على تنقية و تثبيت الفولية‬

‫اليت خترج من اخللية إىل اجلهاز الذي يعمل‬ ‫على اجلهد املستمر ‪ ،DC‬ويعترب هذا االمر‬

‫مهم ‪ ،‬بسبب إختالف قوة أشعة الشمس ‪.‬‬

‫‪16‬‬ ‫‪6‬‬

‫‪ (2‬ضبط فولتية فصل األمحال‬

‫يعمل المنظم على ضبط الفولتية الدنيا التى يقوم المنظم‬ ‫بعدها بفصل البطارية عن األحمال للحفاظ على سالمة‬

‫البطاريات و قد تحدثنا عنها في وحدة البطريات ‪DOD‬‬

‫‪16‬‬ ‫‪7‬‬

‫‪ (3‬اختيار نظام الشحن حسب نوع البطارية‬ ‫يقوم املنظم مبهمة تنظيم شحن البطارية على الدقة األمثل ‪ ،‬حبيث أن عملية‬ ‫الشحن ختتلف يف آليتها عن جمرد توفري مصدر للطاقة ‪ ،‬وتكون قيمة جهد‬ ‫الشحن مساوية لقيمة البطارية وقيمة تيار الشحن تساوي تقريبا‪ %15‬من سعة‬

‫البطارية‬

‫‪16‬‬ ‫‪8‬‬

‫‪ (3‬اختيار شدة التيار حسب مرحلة الشحن‬

‫‪16‬‬ ‫‪9‬‬

‫‪ (4‬ضمان عدم رجوع التيار من البطارية إلي األلواح‬ ‫يعمل على ضمان عدم رجوع تيار كهربي من البطارية إلي اخللية الشمسية مرة اخرى ‪،‬‬ ‫ألنه يف حالة فصل احلمل وعدم وجود منظم للشحن ‪ ،‬فإن اخلاليا الشمسية ميكن‬ ‫إعتبارها محل يعمل على سحب التيار من البطارية إلي اخلاليا بشكل عكسي مرة أخرى‬ ‫مما يعمل على إتالفها مع الزمن‬

‫‪170‬‬

‫‪ (5‬ضمان عدم التفريغ اجلائر للبطاريات‬

‫ضمان عدم التفريغ اجلائر للبطاريات عن طريق ظبط ‪LSC‬‬ ‫‪171‬‬

‫‪ (6‬معرفة حالة شحن البطاريات‬

‫‪172‬‬

173

174

175

‫يوجد بعض الكماليات اليت تدعم منظمات الشحن مثل‬ ‫التحكم عن بعد ومعرفة مستوى شحن البطاريات وقراءة‬ ‫الفولت والتيار الداخل واخلارج للبطاريات وقياس درجة‬ ‫حرارتها‪.‬‬

‫‪176‬‬

‫اختيار منظم الشحن‬ ‫اختيار املنظم يعتمد على نوع البطاريات فكل نوع من البطاريات له منظم‬ ‫خاص‪ ،‬فمثال‬ ‫بطاريات اسيد الرصاص املغمورة ( )‪Flooded Lead Acid‬حتتاج منظم خاص ألنها‬

‫حتتاج مرحلة توازن‬ ‫اما بطاريات اسيد الرصاص املغلقة ( )‪Sealed Lead Acid‬فال حتتاج هلذه العملية‬ ‫اما بطاريات الليثيوم فهي حتتاج منظم من نوع خاص‪ .‬كل هذه عادة جتدها يف مواصفات‬ ‫املنظم وغالبا جتد بعض املنظمات تعمل على عدة انواع من البطاريات‪.‬‬ ‫‪177‬‬

‫املواصفات الواجب توافرها يف منظمات الشحن‬ ‫‪ -1‬احلماية من تيارات التسريب العكسي (من املدخرات إىل اخلاليا) عن طريق‬ ‫فصل مصفوفة اخلاليا الشمسية باستخدام ديود إيقاف والذي بدوره يقلل قيمة‬ ‫الضياعات يف اخلاليا الشمسية يف الليل‪.‬‬

‫‪ -2‬الفصل عند التوترات املنخفضة للحمل ( )‪LVD‬والذي بدوره يساعد على‬ ‫إطالة عمر املدخرات مبنع التفريغ الزائد هلا‪.‬‬ ‫‪ -3‬يعمل كنظام مراقبة عن طريق املقاييس املستخدمة فيه حبيث ميكن أن‬ ‫يعطي ضوء إنذار عند حاالت العمل غري النظامية‪.‬‬ ‫‪ -4‬حيمي من التيارات الزائدة وذلك عن طريق الفيوزات أو دارات خاصة بالفصل‪.‬‬ ‫‪178‬‬

‫املواصفات الواجب توافرها يف منظمات الشحن‬ ‫‪ -5‬تعويض احلرارة وذلك أنه يف حال كانت املدخرات متوضعة يف مكان ال حيتوي‬ ‫على حتكم باحلرارة‪ ,‬فإن توتر الشحن سوف يعدل حبيث يالئم درجة احلرارة احمليطة‬ ‫باملدخرات‪.‬‬ ‫‪ -6‬تعديل جمال عرض النبضة ( )‪PWM‬وهي طريقة شحن للمدخرات فعالة و اليت‬ ‫حتافظ على حالة الشحن األعظمية للمدخرات وحتمي من حالة التملح يف املدخرات‬ ‫عند تعرضها لنبضات توتر عالية الرتدد‪.‬‬ ‫‪ -7‬نظام متابعة نقطة االستطاعة العظمى ( )‪MPPT‬وهي طريقة جديدة لتنظيم‬

‫الشحن وتعتمد على مبدأ استخالص الطاقة العظمى املمكنة من اخلاليا الشمسية و‬ ‫ذلك عن طريق تغري توتر العمل هلا حبيث تعطي أعظم استطاعة خرج هلا‪.‬‬ ‫‪179‬‬

‫ميكن حتديد منظم الشحن املناسب من خالل معرفة قيميت التيار (الذي سوف‬ ‫مير باملنظم) و التوتر الكلي للنظام‪ .‬املنظمات املتوفرة غالبا تعمل عند‬ ‫توترات‪ 48، 24،12‬فولت ونسب تيارات من‪ 1‬أمبري إىل‪ 60‬أمبري‪ ,‬علماً‬ ‫انه ال يوجد مشكلة عند اختيار منظمات شحن بتيارات أعلى إال الكلفة‬ ‫الزائدة للنظام لكنها أختيار جيد عند األخذ بعني األعتبار امكانية التوسع‬ ‫مستقبالً يف النظام ‪.‬‬ ‫‪18‬‬ ‫‪0‬‬

18 1

18 2

BatteryCables

18 3

18 4

‫انواع منظمات الشحن املستخدمة يف انظمة اخلاليا الشمسية‬ ‫يوجد تقنيات خمتلفة ملنظمات الشحن وتوجد ثالث أنواع رئيسية‪:‬‬

‫‪.1‬‬

‫منظم الشحن البسيط (‪Shunt Charge Controller).‬‬

‫‪.2‬‬

‫منظم الشحن النابض (‪PWM ; Pulse Width Modulated).‬‬

‫‪.3‬‬

‫منظم الشحن املتتبع (‪MPPT ; Maximum Power Point Tracking).‬‬

‫منظم الشحن ‪PWM‬‬

‫‪18‬‬ ‫‪5‬‬

‫منظم الشحن ‪MPPT‬‬

‫النوع األول منظم الشحن البسيط ‪Shunt Charge Controller‬‬ ‫نوع قديم وتقريبا ال يستخدم كثريا‬

‫وهو يعمل بعملية بسيطة فقط يغلق‬ ‫ويفتح التيار على البطاريات لشحنها‬ ‫وفعاليته منخفضة‪.‬‬ ‫‪18‬‬ ‫‪6‬‬

‫منظم الشحن ‪*PWM‬‬ ‫منظم الشحن من نوع ‪ PWM‬ومسي بهذا االسم الن املنظم من هذا‬ ‫النوع يقوم بارسال التيار الكهربائي اىل البطارية على شكل‬ ‫نبضات كهربيائة تسمى ( )‪pluse‬ويقوم هذا النوع بتعديل‬

‫عرض النبظات وفقا حلجم التيار الكهربائي املخزن يف البطارية‪.‬‬

‫منظم الشحن ‪PWM‬‬

‫وميكن استخدامه يف االنظمة الصغريه او االنظمة اليت تكون‬ ‫درجة حرارة اخلاليا الشمسية فيها بني‪C45 °‬و‪C75.°‬‬ ‫تتميز املنظمات من نوع ‪PWM‬بانها اقل مثنا من املنظمات االخرى‬ ‫وتصلح لالنظمة الصغريه‪.‬‬

‫)‪*:Pulse-width -modulation‬‬ ‫‪18‬‬ ‫‪7‬‬

‫منظم الشحن ‪*MPPT‬‬ ‫مسيت هذه املنظمات بز ‪MPPT‬بهذا االسم اختصارا من العبارة‬ ‫االجنليزية ( )‪Maximum Power Point Tracking‬واليت‬ ‫تشري اىل طريقة عمل هذه املنظمات (تتبع نقطة الطاقة‬ ‫القصوى)‪ ،‬وهي عبارة عن حموالت تيار كهربائي ‪dc-to-dc‬‬ ‫واليت يقوم فيها املنظم بتمرير التيار الكهربائي على شكل‬ ‫نبضات من اخلاليا الشمسية اىل البطاريات بافضل جهد‬ ‫كهربائي ميكن شحن البطاريات من خاللة حيث تعتمد‬

‫منظم الشحن‬

‫الشمسية و ذلك عن طريق تغري فرق اجلهد (الفولتية) حبيث‬

‫‪MPPT‬‬

‫على مبدأ استخالص الطاقة العظمى املمكنة من اخلاليا‬ ‫تعطي أعظم استطاعة خرج هلا‪.‬‬ ‫‪18‬‬ ‫‪8‬‬

‫‪* Maximum Power Point Tracking‬‬

‫منظم الشحن ‪*MPPT‬‬

‫ويفضل استخدامها يف االنظمة الكبرية او اليت يزيد خرج (فرق‬

‫اجلهد) للتيار الكهربائي الصادر من اخلاليا الشمسية عن فرق‬ ‫اجلهد اخلاص بالبطاريات (مثال ميكن استخدام خاليا مشسية‬ ‫تنتج تيارا كهربائية قدرة‪ 36‬فولت ومتريرة ملنظم شحن من نوع‬ ‫‪MPPT‬لشحن بطارية فرق جهدها‪ 12‬فولت وهذا االمر غري‬ ‫ممكن يف منظمات الشحن من نوع )‪PWM‬او عندما تكون‬ ‫درجة حرارة اخلاليا الشمسية اقل من‪C °45‬او اعلى من‪C.°75‬‬ ‫تتميز منظمات الشحن من نوع ‪MPPT‬بقدرتها على االستغالل‬ ‫االمثل للتيار الكهربائي القادم من اخلاليا الشمسية لشحن‬ ‫البطاريات اال انها بكل تاكيد اغلى مثنا من املنظمات من نوع‬ ‫‪PWM‬‬ ‫‪18‬‬ ‫‪9‬‬

‫منظم الشحن‬ ‫‪MPPT‬‬ ‫‪* Maximum Power Point Tracking‬‬

190

‫اختيار نوع املنظم ‪MPPT‬أم ‪PWM‬‬ ‫بصفة عامة املنظمات من نوع ‪PWM‬تستعمل يف حاالت الطاقات الصغرية اما‬ ‫املنظمات من نوع ‪MPPT‬فيمكن استعماهلا يف حاالت توليد طاقة كبرية‪ .‬و‬ ‫ميكن استعمال منظم ‪PWM‬كذلك يف احلاالت اليت يكون فيها الفرق بني‬ ‫اجلهد الذي تولده االلواح و جهد البطاريات طفيفا‪ .‬ففي هذه احلالة ال تنقص‬ ‫الكفاءة كثريا‪ .‬انظر اجلدول التالي حول اختيار نوع املنظم‪:‬‬ ‫الخانة على اليمين فيها عدد الخاليا المستعملة‬ ‫في اللوح الشمسي و جهد البطاريات المستعمل‬ ‫و في الخانة على اليسار نجد نوع منظم الشحن‬ ‫المناسب‪.‬‬

‫‪191‬‬

192

‫كيفية توصيل منظم الشحن ؟‬ ‫كما هو واضح يف شكل فاملنظم يتألف من ثالث مداخل رئيسية‪:‬‬ ‫· املدخل األول بقطبني (موجب وسالب) خاص باأللواح الشمسية ويتم‬ ‫توصيله سواء لوح واحد أو عدد من األلواح بالتوالي أو التوازي حسب‬ ‫النظام الذي مت تصميم املنظومة عليه فيما إذا كان‪ 12‬أو‪ 24‬أو‪ 36‬أو‬ ‫‪ 48‬فولت‪.‬‬ ‫· املدخل الثاني بقطبني (موجب وسالب) خاص بالبطارية ومنها‬ ‫تستطيع توصيل بطارية واحدة أو عدد من البطاريات سواءً على‬ ‫التوالي أو على التوازي حسب النظام املتبع يف املنظومة والتصميم‪.‬‬ ‫· املدخل الثالث بقطبني (موجب وسالب) وهو خاص باألمحال‬ ‫وتستطيع توصيل أمحال خمتلفة مثل اللمبات ومودم اإلنرتنت أو‬ ‫غريها إذا كان النظام املتبع‪ 12‬فولت مثالً؛ أما إذا كان النظام املتبع‬ ‫هو‪ 24‬فولت فأنت حباجة إىل حمول فولتية من‪ 24‬إىل‪ 12‬فولت‪.‬‬

‫‪193‬‬

‫خصائص منظم شحن الطاقة الشمسية‬

‫‪194‬‬

‫قيمة اجلهد القصوى اليت يتقبلها من االلواح الشمسية‬ ‫حلساب هذا اجلهد نستعمل خاصية جهد الدائرة املفتوحة لاللواح الشمسية او ‪PV‬‬

‫‪open circuit voltage‬و يرمز اليها ب ‪Voc.‬لذلك عند تركيب االلواح الشمسية جيب‬ ‫مراعاة عدم جتاوز اجلهد الداخل للمنظم‪ .‬و ما يزيد اجلهد يف االلواح هو الرتكيب على‬ ‫التواىل ‪ .‬لكن يف الوقت ذاته ال جيب ختفيض هذا اجلهد كثريا حتى ال يقل عن مستوى‬

‫شحن البطاريات يف حاالت ضعف االشعاع الشمسي‪ .‬فال ميكن شحن بطاريات‪ 12‬فولط‬ ‫مثال جبهد اقل من‪.12‬اذن باختصار علينا ان حناول مضاعفة عدد االلواح يف التسلسل قدر‬ ‫املستطاع بدون جتاوز حد املنظم و ذلك كي نتمكن من زيادة جهد البطاريات قدر‬

‫املستطاع كي خنفض االمبري و بالتالي خنفض من حجم االسالك‪.‬‬

‫‪195‬‬

‫الطاقة القصوى اليت يتقبلها من االلواح الشمسية‬ ‫كذلك الطاقة القصوى لاللواح الشمسية اليت ميكن ملنظم الشحن‬ ‫جتملها هي من اخلصائص اليت جندها يف منظم الشحن‪.‬‬ ‫‪.‬‬

‫‪196‬‬

‫نطاق اجلهد ملنظم الشحن‬ ‫لكي يقوم منظم الشحن بوظيفته جيب ان يكون احلهد الداخل من اخلاليا الشمسية‬ ‫اكرب من جهد بنك البطاريات حبيز مريح‪.‬‬

‫فمثآل لو كان بنك البطاريات عبارة عن‪ 2‬بطارية‪ 12‬فولت مت توصيلها علي التولي‬ ‫سوف يكون جهد بنك البطاريات =‪ 24‬فولت يف هذه احلالة جيب ان يكون جهد‬ ‫اخلاليا الشمسية اكرب من‪ 24‬فولت ليتم شحن البطاريات‬

‫‪197‬‬

‫نطاق اجلهد ملنظم الشحن‬ ‫فلو مت مثأل توصيل لوحة مشسية صغرية واحدة تعطي ‪ Voc‬جهد اقصي‪ 15‬فولت‪ .‬هذه اللوحة لن تقوم‬ ‫ابدا باي عملية شحن للبطاريات يف اي وقت من اليوم‬ ‫اما أذا مت توصيل لوحة مشسية تعطي جهد اقصي‪ 37‬امبري مثأل‪ ,‬فهذه اللوحة سوف تقوم بشحن البطاريات‬ ‫فقط يف اوقات سطوع الشمس اليت تعطي جهد اكرب من‪ 24‬فولت‪.‬‬ ‫يف هذه احلالة لن تقوم اخلاليا الشمسية باي عملية شحن وقت شروق الشمس’ و سوف تبداء عملية الشحن‬

‫فقط عندنا يزداد قوة األشعاع الشمسي ليصل باخللية الي الفولتية املطلوبة و هي‪ 24‬فولت او اكثر‪ .‬كما‬ ‫سوف تتوقف عملية الشحن وقت الغروب عندما يكون اجلهد اقل من‪.24‬‬ ‫هذه املعلومة تقودنا الي مواصفة هامة عند اختيار منظم الشحن و هي نظاق اجلهد للمنظم‪Voltage .‬‬ ‫‪Range‬‬ ‫‪198‬‬

‫لتعمل منظمات ‪ mppt‬بكفاءة عالية ‪.‬‬ ‫جيب رفع فولتية األلواح اىل أعلى ماميكن‬ ‫مع األخذ بعني اإلعتبار أعلى فولتية‬ ‫يتحملها منظم ‪mppt‬‬

‫حيث بعض أنواع تتحمل‪ 50‬فولت وبعضها‬ ‫تتحمل‪100‬فولت وبعضها تتحمل‪120‬‬

‫فولت ممكن حتى‪ 150‬فولت‬ ‫‪199‬‬

‫الفصل الثاني‪ :‬المكونات األساسية لألنظمة الفتوفولتية‬ ‫األلواح الكهروضوئية‬

‫‪2‬‬

‫البطريات‬ ‫منظمات الشحن الشمسية‬ ‫األنفرتر‬ ‫الكبالت و اجهزة احلماية للنظام‬ ‫واألشخاص‬

‫‪200‬‬

‫ما هو األنفرتر ؟‬ ‫من المعلوم ان اغلب األدوات واألجهزة‬ ‫الكهربائية تعمل على التيار المتردد لذالك كانت‬ ‫الحاجة لألنفرتر أو محول الطاقة او العاكس‬ ‫فهو المسؤول عن تحويل الكهرباء من كهرباء‬ ‫مستمر إلى تيار متررد‪ .‬خاصة ان التيار الذي‬

‫تنتجه االلواح الشمسية و البطريات هو تيار‬ ‫مستمر‪.‬‬ ‫األنفرتر –عاكس – محول حقيقة لم اجد ترجمة علمية صحيحة للعربية‬ ‫‪201‬‬

‫أ‬ ‫أ‬ ‫مقدمة في نظم الطاقة الشمسية ‪:‬المكونات الساسية لالنظمة الفتو فلتيه‬ ‫ما هو دور األنفرتر ؟‬ ‫تحويل التيار المستمر القادم من من األلواح او البطريات الى تيار‬

‫متردد لتغذية األجهزة‬ ‫رفع او تخفيض الجهد القادم من مصفوفة األلواح للحصول‬ ‫على الجهد المطلوب‬ ‫‪120 Volts ‬‬

‫‪240 Volts ‬‬ ‫‪208 Volts ‬‬

‫ظبط التردد على القيم المطلوبة حسب الدول‬ ‫‪50 HZ ‬‬ ‫‪60 HZ ‬‬

‫تغذية الشبكة الكهربائية‬ ‫شحن البطريات‬

‫‪202‬‬

‫‪ ‬قدرة االنفرتر‬

‫مميزات االنفرتر‬

‫‪ ‬كفاءة حتويل الطاقة ‪Power Efficiency‬‬ ‫‪ ‬انواع احلمايات املوجودة باالنفرتر‬

‫‪ ‬خاصية حتمل قدرة اإلقالع (تيار اإلقالع )‬ ‫‪ ‬نوعية التيار املرتدد اخلارج من االنفرتر‬ ‫‪ ‬االنفرتر املنخفض الرتدد و املرتفع الرتدد‬ ‫‪203‬‬

‫قدرة االنفرتر‬ ‫اوال قدرة االنفرتر املطلوب فمثال هل تريد تشغيل‬ ‫كمبيوتر فقط ام ستقوم بتوصيل التلفزيون وبعض‬ ‫اللمبات ام حتتاج لتشغيل امحال اكثر وتقاس قدرة‬ ‫االنفرتر بـالوات‬

‫‪204‬‬

‫كفاءة حتويل الطاقة ‪Power Efficiency‬‬ ‫كفائة حتويل الطاقة( )‪Power Efficiency‬وهى‬

‫حتدد جودة االنفرتر فى حتويل التيار املستمر اىل تيار مرتدد‬ ‫وتقاس بنسبة مئوية فمثال االنفرتر الذى كفائته‪% 86‬‬ ‫يعترب جيد وافضل من االنفرتر الذى كفائته‪%80‬‬ ‫‪205‬‬

‫انواع احلمايات املوجودة باالنفرتر‬ ‫مثال هل حيتوى على محاية‪:‬‬ ‫احلماية من احلمل الزائد ‪Overload‬‬ ‫احلماية من قصر الدائرة ‪Short-circuit‬‬ ‫احلماية من احلرارة الزائدة ‪over heat‬‬ ‫احلماية من ضعف البطارية عند وصوهلا اىل حد معني حتى‬ ‫ال تتلف وغريها من احلمايات االخرى‬ ‫‪206‬‬

‫خاصية حتمل قدرة اإلقالع (تيار اإلقالع )‬ ‫التيار ‪Surge‬هو من أهم مميزات االنفرتر اليت نستعملها الختياره عند إرادة اقتناء واحد‪ .‬و هذه امليزة تعرب‬ ‫عن القدرة القصوى اليت ميكن لالنفرتر حتملها يف وقت حمدد يرتاوح عادة بني بضع ثوان و يصل اىل‪15‬‬

‫دقيقة‪ .‬فلنطبق ذلك على مثال لنفهم اكثر هذه امليزة‪.‬‬ ‫فلنفرض مثال انك تستعمل حمركا يف منزلك لضخ املاء‪ .‬املعروف عن احملركات أنها تستعمل قدرة كهربائية‬ ‫كبرية عند انطالقها‪ .‬لذلك ان كنت ستقوم بتوصيل انفرتر لتشغيل هذا احملرك فيجب أن يتمتع هذا االنفرتر‬

‫بقمة قدرة ‪Surge‬مساوية او اكرب من القدرة اليت يستحقها احملرك عند انطالقه‪ .‬وكذلك جيب ان تكون‬ ‫مدة قمة القدرة عند االنفرتر أطول من مدة القدرة القصوى للمحرك عند االنطالقة‪ .‬ثم بعد االنطالقة اي‬ ‫وقت االستعمال العادي للمحرك سنستعمل خاصية أخرى لالنفرتر سنراها يف الفقرة التالية‪.‬‬

‫‪207‬‬

‫نوعية التيار املرتدد اخلارج من االنفرتر‬ ‫‪.‬عند اقتناء انفرتر للطاقة الشمسية جيب التثبت من نوع املوجة التى حنتاجها حسب نوعية األجهزة املراد تشغيلها‬ ‫هناك العديد من أنواع التيار املرتدد كما توضح الصور التالية‪.‬‬

‫موجة معدلة ‪Modified sine wave‬‬

‫‪208‬‬

‫موجة نقية ‪Pure sine wave‬‬

‫موجة مربعة ‪Square wave‬‬

‫االنفرتر املنخفض الرتدد و املرتفع الرتدد‬ ‫هناك نوعني من االنفرتر و دون الغوص يف النظريات‪ ،‬ميكن ببساطة القول أن هناك اختالفات يف الوزن و‬ ‫التكلفة و القدرة القصوي والضوضاء‪.‬‬ ‫العاكس املنخفض الرتدد‬ ‫يستخدم امللفات النحاسية الكبرية “‪ ”copper transformer‬لتحويل التيار و بالتالي هو ثقيل و غالي‬ ‫العاكس املرتفع الرتدد‬ ‫يستخدم الرتانزات “‪ ”transistors‬األلكرتونية لتحويل التيار‪.‬‬

‫‪209‬‬

‫الفرق بين االنفرتر المرتفع و المنخفض التردد‬ ‫األنفرتر المنخفض التردد‪– Low Frequency‬‬

‫الوزن و الحجم‬

‫االنفرتر مرتفع التردد‪– High frequency‬‬

‫كبير و ثقيل حيث يصل وزنه الي‪ 10‬كيلوجرام لكل كيلو وات صغير و خفيف وزنه حوالي ‪ 2.5‬كيلو جرام لكل كيلو وات‬ ‫قدرة‬ ‫قدرة‬

‫السعر‬

‫غالي‬

‫القدرة القصوي‪– Surge Power‬‬

‫تصل القدرة القصوي الي ‪ 8-4‬أضعاف القدرة المستمرة‪.‬‬ ‫اي االنفرتر ال‪ 3‬كيلو وات لديه قدرةقصوي تصل الي ‪12‬‬ ‫كيلو وات علي االقل‬ ‫القدرة القصوي ال تزيد عن مرتين القدرة المستمرة‪ ,‬و لتشغيل‬ ‫و هذا الرقم صالح لبدء تشغيل المحركات الحثية مثل التكييفات‬ ‫المواتير الحيثية يجب العناية الدقيقة بتصميم حجم العاكس‬ ‫و الغساالت‬ ‫فمثأل انفرتر بقدرة ‪ 3‬كيلو وات تصل قدرته القصوي الي ‪12‬‬ ‫كيلو وات‪ .‬و هذا الرقم كافي لتشغيل مكييف ‪ 3‬حصان‬

‫الضوضاء‬

‫يسبب ضوضاء كبيرة و لذلك يجب توصيله في مكان بعيد عن‬ ‫اماكن المعيشة‬

‫‪210‬‬

‫رخيص‬

‫أل يصدر عنه ضوضاء و صوته منخفض جدآ‬

‫انواع األنفرترات‬ ‫‪ .1‬األنفرترات غري متصلة بالشبكة ‪Off Grid inverter‬‬

‫‪.2‬‬

‫األنفرترات املتصلة بالشبكة الكهربائية ‪Grid Tie inverter‬‬

‫‪ .3‬األنفرترات شاحنة ‪Inverter Charger ups‬‬ ‫‪ .4‬األنفرترات اهلجينة ‪Hybrid Inverter‬‬ ‫‪ .5‬انفرترات لتشغيل املضخات ‪solar pump inverter‬‬ ‫‪211‬‬

‫‪ -1‬األنفرتر الغير متصل بالشبكة‬

‫‪212‬‬

‫األنفرتر المتصل بالشبكة‬

‫‪213‬‬

‫األنفرتر الغير متصل بالشبكة‬

‫‪214‬‬

‫األنفرتر الغير متصل بالشبكة‬

‫الخصائص المهمة‬

‫‪ ‬القدرة القصوى لألحمال‬ ‫‪ ‬تحمل تيار اإلقالع ‪surge‬‬ ‫‪ ‬الجهد الذى يوفره‪110/220/240‬‬ ‫‪ ‬جهد البطريات ‪... 48/ 24 /12‬‬

‫‪ ‬نوع الموجة التى ينتجها ‪Pure‬‬ ‫‪sine & modified‬‬ ‫‪215‬‬

‫األنفرترات ذات الموجة المعدلة و الموجات النقية‬

‫‪216‬‬

‫األنفرتر المتصل بالشبكة‬

‫‪217‬‬

‫أ‬ ‫أ‬ ‫انواع النفرترات‬

‫أنفرتر بفصل جلفاني‬

‫القطب ‪DC‬‬ ‫وقع تأريضه ألسباب وظيفية‬ ‫‪218‬‬

‫أنفرتر من غير فصل جلفاني‬

‫ال وجود ألي قطب‬ ‫‪DC‬‬ ‫متصل باألرض‬

‫األنفرتر المتصل بالشبكة‬

‫‪219‬‬

‫األنفرتر المتصل بالشبكة‬

‫‪220‬‬

‫الميكروانفرتر ‪MICROINVERTER‬‬ ‫هو انفرتر صغير يوصل على اللوح مباشرة‬ ‫يصلح في األماكن التى تكثر فيها الظالل حيث تأثر على‬ ‫على انتاجية األنفرترات المركزية‬

‫‪http://www.youtube.com/watch?v=Fzj2a-9M4qo‬‬ ‫‪221‬‬

‫‪http://www.youtube.com/watch?v=RC3mNUhcx6o‬‬

222

223

224

‫فوائد استعمال امليكرو انفرتر‪:‬‬

‫يستعمل تقنية ‪MPPT,‬الستغالل الطاقة القصوى لاللواح ( ‪Maximum Power Point‬‬‫)‪Tracking‬‬ ‫‪-‬زيادة إتاحية النظام‪ .‬أي أن عدم عمل لوح واحد بشكل جيد لن يؤثر على كامل النظام‪ ,‬الن كل لوح له‬

‫انفرتر خاص به‪.‬‬ ‫التيار املستمر املستعمل منخفض الننا لن نضطر جلمع تيار كل االلواح يف نقطة واحدة‪ .‬و هذا يوفر أكثر‬‫أمانا لالنسان‪.‬‬

‫يزيد مرونة اختيار اجتاه االلواح‪.‬‬‫امكانية استعمال الواح مشسية خمتلفة يف نظام واحد‪.‬‬‫‪-‬مرونة يف امكانية زيادة ألواح مشسية عند احلاجة الننا ال حنتاج لعمل حسابات لالنفرتر كما يف حال‬

‫االنفرتر الواحد‪.‬‬ ‫‪225‬‬

‫مساوئ استعمال امليكرو انفرتر ‪:‬‬ ‫تكلفة امليكرو انفرترات تكون أكثر من االنفرتر الواحد عادة‪.‬‬‫‪-‬كثرة خيوط التوصيل و تعقيدها بسبب كثرة امليكرو انفرترات‪.‬‬

‫زيادة تكلفة الصيانة نظرا لزيادة عدد االنفرترات‪.‬‬‫نظرا ملكان تواجدها يف نظام الطاقة الشمسية (حماذيا لاللواح الشمسية) قد تتسبب‬‫احلرارة الشديدة مشاكل لبعض انواع امليكرو انفرت‬

‫‪226‬‬

‫األنفرتر الهجين‬

‫‪227‬‬

‫كماليات‬

‫‪228‬‬

‫االنفرتر الشاحن اهلجني‬ ‫االنفرتر الشاحن اهلجني يعمل بنفس مبدأ االنفرتر الشاحن العادي‪ ,‬إال‬ ‫أنه ال يعتمل على مولد الكهرباء مبفرده كمدخل للكهرباء املرتدد‬ ‫بل يستعمل كذلك كهرباء التيار العمومي لشحن البطاريات‪ .‬لكن‬ ‫استعماله مرتبط بقوانني كل بلد‪ .‬فعلى حد علمي عادة اليسمح‬ ‫برتكيب البطاريات يف نظام متصل بالكهرباء العمومي و اهلل أعلم‪.‬‬

‫‪229‬‬

‫اهم ما يجب معرفته عن األنفرترات قبل اخذ قرار اقتناءها بالنقاط التالية‪.‬‬ ‫‪ .1‬نوع الموجات وأفضلها الموجه النقية (‪Pure Sinewave Inverter).‬‬ ‫‪ .2‬الفعالية ‪ %90‬واعلى هو المقبول (‪Efficiency).‬‬ ‫‪.3‬‬

‫توافق المحول مع النظام المطلوب وهل يدعم النظام المتصل بالبطاريات ام ال‪.‬‬

‫‪ .4‬كهرباء المحول الخارجة هل هي ‪ 220‬فولت ‪ 60‬هيرتز وقد تتغير حسب البلدان‬

‫‪ .5‬تحديد الوات المرغوب به وذلك حسب حجم االستهالك المطلوب وعدد األجهزة التي‬ ‫ستعمل على المحول‪.‬‬ ‫‪ .6‬تحديد فولت نظام البطاريات او االلواح هل هو ‪ 12‬فولت او ‪ 24‬فولت او ‪ 48‬فولت‪.‬‬

‫‪ .7‬جودة صناعة المحول وعدد سنوات الضمان اقلها خمس سنوات وهناك من يضمن الى‬ ‫عشر سنوات او أكثر‪.‬‬

‫‪230‬‬

‫الفصل الثاني‪ :‬المكونات األساسية لألنظمة الفتوفولتية‬ ‫األلواح الكهروضوئية‬

‫‪2‬‬

‫البطريات‬ ‫منظمات الشحن الشمسية‬ ‫األنفرتر‬ ‫الكبالت و اجهزة احلماية للنظام‬ ‫واألشخاص‬

‫‪231‬‬

‫اختيار نوعية الكابالت مطابقة للمواصفات ‪-‬‬

‫وقاية من الضغط الزائد‪:‬‬

‫‪232‬‬

‫ضغط زائد عن الحاجة يمكن أن يتسبب في‪:‬‬

‫•اسعمال املوصالت‬

‫‪233‬‬

‫أ‬ ‫تاريض كل التجهيزات‬ ‫‪-‬الربط بين الوحدات الفولتوضوئية والهياكل المعدنية ‪.‬‬

‫‪-‬الربط بين الوحدات الفولتوضوئية والهياكل المعدنية‬

‫‪234‬‬

‫مواصفات كابالت الطاقة الشمسية‬ ‫هذه الكابالت تكون معتمدة من ‪TUV‬و ‪UL‬حتي تكون صالحة لألستخدام في األنظمة‬ ‫الفوتوفولية‬ ‫معظم المهندسين في الدول العربية يغفلون هذه المواصفات و يقومون باستخدام‬

‫الكابالت العادية المتوفرة في األسواق‪.‬‬ ‫الفرق األساسي هو ان الكابالت الكهروضوئية مصممة و معزولة بطبقتين من المواد‬ ‫العازلة الخالية من ال ‪PVC‬بغرض توفير لها الحماية من الظروف الجوية علي المدي‬

‫الطويل‬ ‫حيث ال يتم تركيب الكابالت التى تدخل مادة ‪PVC‬في مكوناتها في األجواء شديدة‬ ‫البرودة او الحرارة حيث يكون العازل أو طبقة الحماية الخارجية شديد القصافة ‪Brittle‬‬ ‫وسهل التعرض للشروخ‬ ‫‪235‬‬

‫يتم استخدام اللون األحمر في الطرف الموجب و اللون‬ ‫األسود في الطرف السالب‪.‬‬

‫القلب النحاس يمكن أن يكون صلب أو شعيرات‪.‬‬ ‫حيث تتكون الشعيرات من عدة أسالك صغيرة تسمح بان‬

‫يكون الكابل مرنا ‪.‬و يوصى بأستخدام هذا النوع‪.‬‬ ‫األسالك الشعيرات لها مساحة سطحية اكبر عند التوصيالت و‬

‫بالتالي ينتج عنها مقاومة اقل و توصيلة افضل‪.‬‬ ‫‪236‬‬

‫العمر األفتراضي يجب ان يصل إلى ‪ 30‬عام حتى في ظل ظروف‬ ‫خارجية صعبة ‪.‬‬ ‫تحمل درجات الحرارة الشديدة من ‪ 40-‬درجة مئوية إلى ‪ 120‬درجة‬

‫مئوية كحد أقصى‪.‬‬ ‫و يالحظ هنا ان درجة الحرارة القصوي ليس لها عالقة بدرجة حرارة‬ ‫الجو حيث يجب حساب تعرض األسألك ألشعة الشمس المباشرة‬ ‫باألضافة الي الحرارة الناتجة عن التيار المار بها‬ ‫مقاومة لألشعة فوق البنفسجية‬

‫انخفاض دخان االنبعاثات و التآكل أثناء الحريق‬ ‫‪237‬‬

‫‪3‬‬

‫‪.1‬‬

‫الشمس‬

‫‪.10‬‬

‫الحركة الظاهرية للشمس في السماء‬

‫‪.2‬‬

‫نشأة اإلشعاع الشمسي‬

‫‪.11‬‬

‫مسار الشمس في السماء‬

‫‪.3‬‬

‫تعريف اإلشعاع الشمسي‬

‫‪.12‬‬

‫حركة األرض السنوية حول الشمس‬

‫‪.4‬‬

‫تركيب اإلشعاع الشمسي‬

‫‪.13‬‬

‫الحركة الظاهرية اليومية للشمس في السماء‬

‫‪.5‬‬

‫انتشار اإلشعاع الشمسي‬

‫‪.14‬‬

‫الزوايا الهامة لتحديد موقع الشمس‬

‫‪.6‬‬

‫اإلشعاع الشمسي في الفضاء‬

‫‪.1‬‬

‫زاوية اإلنحراف الشمسي ‪δ‬‬

‫‪.2‬‬

‫‪.7‬‬

‫اإلشعاع الشمسي على الغالف الجوي لألرض‬

‫زاوية االرتفاع الشمسي ‪α :‬‬

‫‪.3‬‬

‫الزاوية الساعية ‪ω‬‬

‫‪.8‬‬

‫الثابت الشمسي ‪solar constant‬‬

‫‪.4‬‬

‫زاوية السمت الشمسي الرأسية ‪z‬‬

‫‪.9‬‬

‫اإلشعاع الشمسي على سطح األرض‬

‫‪.5‬‬

‫زاوية السمت الشمسي األفقية ‪Ψs‬‬

‫‪.10‬‬

‫‪238‬‬

‫‪.1‬‬

‫إلشعاع الشمسي المباشر‬

‫‪.2‬‬

‫اإلشعاع الشمسي المنتشر‬

‫‪.3‬‬

‫اإلشعاع الشمسي المنعكس‬

‫‪.15‬‬

‫‪.16‬‬

‫العوامل المؤثرة في توزيع اإلشعاع الشمسي‬ ‫‪.1‬‬

‫اختالف الفصول‬

‫‪.2‬‬

‫كتلة الهواء‬

‫‪.3‬‬

‫اختالف األلبيدو األرضي‬

‫‪.4‬‬

‫اختالف ساعات النهار‬

‫‪.17‬‬

‫تحديد موقع النظام‬ ‫‪.1‬‬

‫خط العرض‬

‫‪.2‬‬

‫خط الطول‬

‫خرائط اإلظالل‬ ‫‪.1‬‬

‫الخطوات العملية‬

‫‪.2‬‬

‫المعدات الالزمة‬

‫شرح برنامج ‪PVGIS‬‬ ‫‪.1‬‬

‫رابط البرنامج‬

‫‪.2‬‬

‫حساب زاوية الميل‬

‫‪.3‬‬

‫حساب معدل اإلشعاع الشهري ؟‬

‫‪.4‬‬

‫حساب معدل اإلشعاع اليومي ؟‬

‫‪1‬‬

‫‪239‬‬

‫‪ -1‬الشمس‬

‫ت ترب الشمس جنمة متةسطة احلجم م ارسة لباق الاجةا يف جمقتاا ه‬

‫بارة‬

‫ل كقة مل مةاد غازةة ساخاة دةدة الكفا ة‬ ‫ةبيغ قطقها ‪109 × 1.39‬متق‬ ‫تب د الشمس ل ا رض حةا‬ ‫تصق ا‬

‫الشمس‪.‬‬

‫‪240‬‬

‫‪ 106 × 150‬كييةمتقو‬

‫ة الشمسية إىل ا رض ل د ‪ 8‬دقائق ‪ 20‬ثاسية مل مغادرهتا سطح‬

‫‪ -2‬نشأة اإلشعاع الشمسي‬

‫تعتبر الشمس مفاعل إندماجي ال ينقطع عن العمل يتحول فيه غاز الهيدروجين إلى غاز الهيليوم‪ .‬و‬ ‫مجموع الطاقة الكلية المنطلقة من الشمس هي ‪ 1020 × 3.8‬ميجاوات‪ ،‬و هو ما يساوي ‪63‬‬ ‫ميجاوات\متر‪ 2‬من سطح الشمس‪ .‬و هذه الطاقة يتم إشعاعها إلى خارج الشمس في جميع اإلتجاهات‬

‫‪241‬‬

‫‪ -3‬تعريف اإلشعاع الشمسي‬ ‫هو الطاقة اإلشعاعية التي تطلقها الشمس في كل االتجاهات‪ ،‬والتي تستمد منها كل الكواكب التابعة‬ ‫لها وأقمارها حرارة أسطحها وأجوائها‪ ،‬هو المسئول عن الحرارة و الضوء على سطح األرض‬ ‫وغالفها الجوي‪ ،‬ويطلق عليه لفظ "إنسوليشن ‪insolation.‬‬

‫‪242‬‬

‫كلمة ‪ insolation‬مركبة من اختصار ‪solar incoming radiation..‬‬

‫‪ -4‬تركيب اإلشعاع الشمسي‬ ‫يتكون اإلشعاع الشمسي الواصل إلى األرض "األنسوليشن" من عدة‬ ‫أنواع من األشعة المختلفة في ألوانها وأطوال موجاتها وخصائصها‬ ‫فمن حيث ألوانها فإن األشعة الشمسية والواصلة إلى جو األرض تضم‬ ‫كل الوان الطيف التي تظهر عند تحليل هذه األشعة بواسطة منشور‬ ‫زجاجي‬

‫أو عند سقوطها على السحب العالية وظهورها بشكل قوس ضوئي ملون‬

‫يعرف باسم قوس قزح ‪rainbow.‬وأهم ألوانه هي البنفسجية‪ ،‬والزرقاء‪،‬‬ ‫والخضراء والصفراء والحمراء‪،‬‬ ‫وإن امتزاجت هذه األلوان ببعضها بعد احتجاز بعضها في أعلى الجو مثل‬ ‫بعض األشعة الزرقاء واألشعة فوق البنفسجية هو الذي يكون ضوء‬ ‫الشمس‪.‬‬ ‫‪243‬‬

244

‫‪ -1‬انتشار اإلشعاع الشمسي‬ ‫ينتشر اإلشعاع الشمسي فى الجو ويصل الى األرض في‬ ‫شكل موجات كهرومغناطسية ويتكون الطيف من ثالثة‬ ‫انواع رئسية‬ ‫‪ -‬األشعة تحت الحمراء‬

‫ األشعة الضوئية‬‫ األشعة فوق البنفسجية‬‫‪24‬‬ ‫‪5‬‬

‫نالحظ انه كلما ابتعدنا عن مركز الشمس الى الفضاء المحيط انخفظت كمية الطاقة التى نحصل عليها من‬ ‫الشمس‬ ‫تتغير كمية اإلشعاع التى تصل الى سطح جسم معين في الفضاء حسب المسافة التى تفصله عن الشمس وتقاس‬

‫بالواط في المتر المربع‬

‫‪24‬‬ ‫‪6‬‬

‫ حساب كمية اإلشعاع الشمسي‬-2 ‫ الساقطة على سطح موجود على‬H ‫يمكن حساب كمية اإلشعاع الشمسي‬

‫ من الشمس من خالل المعادلة التالية‬D ‫المسافة‬

where: Hsun is the power density at the sun's surface (in W/m2) as determined by Stefan-Boltzmann's blackbody equation; Rsun is the radius of the sun in meters as shown in the figure below; and 24 D is the distance from the sun in meters as shown in the figure below.

‫كمية اإلشعاع الشمسي على بعض الكواكب‬

‫‪24‬‬ ‫‪8‬‬

24 9

‫تدور األرض حول الشمس في مسار بيضاوي لذالك فان كمية اإلشعاع الشمسي الذي يصل‬ ‫الغالف الجوي يتغير بحسب موقع األرض بالنسبة للشمس يوميا‬

‫‪25‬‬ ‫‪0‬‬

‫‪ -1‬حساب كمية الشمسي في الغالف الجوي لألرض‬

‫‪ :Rout‬شدة اإلشعاع في الغالف الجوي لألرض‬ ‫‪ :Sc‬الثابت الشمسي ويساوي ‪ 1,36‬كيلوط ‪ /‬م‪2‬‬

‫‪ :J‬عدد اليوم بالسنة مثال ‪ 14‬فيفري يساوي ‪45‬‬ ‫‪25‬‬ ‫‪1‬‬

‫‪ -2‬الثابت الشمسي ‪solar constant‬‬ ‫الثابت الشمسي هو معدل الطاقة الشمسية الذي يسقط على مساحة واحد متر مربع موضوعة بشكل‬ ‫عمودي على مسار األشعة الشمسية خارج الغالف الجوي لألرض‬

‫يساوي ‪ 1365‬واط ‪ /‬م‪ 2‬وهو في الحقيقة هو متغير نسبيا لتغير المسافة بين األرض و الشمس‬ ‫‪25‬‬ ‫‪2‬‬

25 3

‫‪-1‬اإلشعاع الشمسي المباشر‬ ‫‪Radiation Direct Solar‬‬ ‫و هى األشعة الواصلة مباشرة من‬ ‫الشمس الى سطح األرض و ترتفع قيمتها‬

‫في فصل الصيف عندما تكون السماء‬ ‫صافية‬

‫‪25‬‬ ‫‪4‬‬

‫‪-2‬اإلشعاع الشمسي المنتشر‬ ‫‪Radiation Diffused Solar‬‬ ‫ينتج عن انعكاس الشعاع المباشر من الشمس‬ ‫في الفضاء بسبب السحب و قطرات المياه‬ ‫والغازات في الغالف الجوي لألرض و ترتفع‬ ‫نسبته في فصل الشتاء عندما تكثر السحب وحيث‬

‫يشكل النسبة الكبرى من اإلشعاع الجملى‬

‫‪25‬‬ ‫‪5‬‬

‫‪-3‬اإلشعاع الشمسي المنعكس‬ ‫‪Radiation Solar Reflected‬‬ ‫ينتج عن انعكاس الشعاع المباشر او‬

‫المشتت على سطح األرض و البحار وتختلف‬ ‫نسبته حسب السطح وقدرته على عكس األشعة‬ ‫ويرتفع خاصة قريبا من البحار او األراضيات‬ ‫العاكسة‬ ‫‪25‬‬ ‫‪6‬‬

‫اإلشعاع الشمسي الكلي‬ ‫‪Radiation Total or globle Solar‬‬

‫هو جمموع الشمسي املباشر و املنتشر‬ ‫اذا فرضنا ان املنعكس هو جزء من املنتشر‬

‫‪25‬‬ ‫‪7‬‬

25 8

‫أ‬ ‫اسباب اختالف توزيع اإلشعاع الشمسي على سطح الرض‬ ‫على الرغم من ان اإلشعاع الشمسي على الغالف اجلوي لألرض ثابت نسبيا‪ ،‬فان‬ ‫اإلشعاع الشمسي على سطح األرض متغري بسبب تأثره بعدة عوامل هي‪:‬‬ ‫‪ .1‬الوقت خالل اليوم والفصل خالل السنة‬ ‫‪ .2‬موقع الشمس يف السماء وزاوية ميل الشمس‬ ‫‪ .3‬املوقع اجلغرايف خطوط العرض‬

‫‪ .4‬اختالف األلبيدو األرضي من مكان إىل آخر ومن وقت إىل آخر‪.‬‬ ‫‪ .5‬حالة السماء من حيث صفائها و تلبدها بالغيوم‬ ‫‪25‬‬ ‫‪9‬‬

‫‪ -1‬اختالف الفصول‬

‫طول المدة التى تسطع فيها الشمس في األفق ‪ ،‬تتغير ذلك تبعا ً للفصول وتبعا ً للموقع بالنسبة لدوائر‬ ‫العرض‪ ،‬فنجد أن كمية اإلشعاع التى تكتسبها األرض أثناء النهار الطويل أكثر مما لو كان النهار‬ ‫قصير ‪،‬‬ ‫‪26‬‬ ‫‪0‬‬

‫‪ -2‬كتلة اهلواء ‪Air Mass‬‬ ‫نالحظ أن شعاع ًا يصل إىل سطح األرض يف زاوية مائلة‬ ‫تكون قوته أقل من إشعاع يصل عمودياً على سطح األرض ‪،‬‬

‫وذلك ألن اإلشعاع املائل خيرتق مسافة أطول يف الغالف‬ ‫اجلوى فيفقد جزءاً أكرب من قوته ‪ ،‬بينما اإلشعاع العمودى‬ ‫الذى خيرتق مسافة أقصر يفقد جزءاً أقل ‪،‬‬

‫هذا فضالً عن أن األشعاع املائل يتوزع على مسافة أكرب من‬ ‫سطح األرض فيقل تركيزه فى حني أن االشعاع العمودى‬ ‫يرتكز فى مساحة أصغر فتزداد قوته ‪.‬‬ ‫‪26‬‬ ‫‪1‬‬

‫جتربة ضوء الفالش‬ ‫داخل غرفة معتمة‪ ,‬قم بتشغيل ضوء الفالش وتسليطه مباشرة على السطح بزاوية قائمة مقياسها ‪90‬‬ ‫درجة‪ ,‬ثم الحظ حجم المنطقة المضاءة‪ .‬اآلن‪ ,‬قم بتحريك الضوء ببطء لجعل الزاوية أقل حدة‪ .‬سوف‬ ‫تالحظ اآلن أن حجم المنطقة المضاءة قد ازداد‪ ,‬ولكن تركيز وكثافة الضوء قد قلت‪ .‬وهذا يعني أن الضوء‬ ‫المباشر بزاوية ‪ 90‬درجة قد زودنا بكثافة وتركيز أكثر‪ .‬وهذا ما يحدث مع الشمس‪ .‬كلما ارتفعت الشمس‬ ‫في السماء كلما كان ضوؤها أكثر كثافة وتركيز‪.‬‬

‫‪26‬‬ ‫‪2‬‬

‫حساب كتلة اهلواء ‪Air Mass‬‬ ‫زاوية السمت ‪ zenith ang θ‬وهي الزاوية التي‬ ‫يكونها الخط الرابط بين موقع الشمس و الراصد مع‬ ‫الخط العمودي كما يبينه الرسم‬ ‫عندما تكون الشمس متعامدة مع الراصد تكون كتلة‬ ‫الهواء تساوي واحد‬

‫‪26‬‬ ‫‪3‬‬

‫حساب كتلة اهلواء ‪Air Mass‬‬

‫أ‬ ‫ويمكن الحصول على ك تلة الهواء بطريقة عملية عن طريق غرس قصبة في الرض‬ ‫أ‬ ‫تكون متعامدة مع الرض‬ ‫ونقوم بقياس طول الظل وارتفاع القصبة ومن خالل معادلة بيتقور نقوم بحساب‬ ‫ك تلة الهواء‬

‫‪26‬‬ ‫‪4‬‬

‫‪-3‬حالة السماء‬ ‫سماء صافية‬

‫سحب خفيفة‬

‫سماء مغيمة‬

‫‪-5‬حالة السماء من حيث صفائها و تلبدها بالغيوم‬

‫تكون حزمة الضوء المباشرة هي اساس الشعاع الساقط على اللوح‬

‫تكون حزمة الضوء المبعثرة هي اساس الشعاع الساقط على اللوح‬

‫شدة اإلشعاع (واط‪/‬م‪)2‬‬

‫‪‬خالل فصل الشتاء حوالي ‪ 75‬بالمئة من اإلشعاع هو من حزمة الضوء المبعثرة‬ ‫‪ ‬خالل فصل الصيف حوالي ‪ 70‬بالمئة من اإلشعاع هو من حزمة الضوء المباشرة‬ ‫‪26‬‬ ‫‪5‬‬

‫‪ -4‬اختالف األلبيدو األرضي ‪Earth,s Albedo‬‬

‫جدول يبين قيم تقريبية النعكاسية بعض أنواع األراضي‬

‫‪26‬‬ ‫‪6‬‬

‫‪-5‬اختالف ساعات النهار‬ ‫مع شروق الشمس تبدأ شدة سطوع الشمس في‬

‫اإلرتفاع تدرجيا و تبلغ اقصاها مع ساعات الظهيرة‬ ‫ثم تبدأ في اإلنخفاض تدرجيا الى ساعات الغروب‬ ‫لذالك وقع التفكير في انظمة التتبع الشمسيى‬

‫لكنها تواجه مشاكل عملية بسبب الكلفة والصيانة‬ ‫التى تحتاجها‬

‫‪26‬‬ ‫‪7‬‬

26 8

‫‪ -1‬الحركة الظاهرية للشمس في السماء‬ ‫إن معرفة مسار الشمس في السماء ضروري لحساب مقدار األشعة الشمسية‬ ‫الساقطة على اي سطح‪ ،‬و مكتسباته من األشعة الشمسية‪ ،‬و الوضع السليم لزاوية‬

‫تركيب المجمعات شمسية‪ ،‬و مكان تركيبها بحيث تتجنب اي ظالل تقع عليها‬

‫‪26‬‬ ‫‪9‬‬

‫‪ -2‬مسار الشمس في السماء‬ ‫‪ .‬تخيل أن السماء عبارة عن قبة نصف كروية ضخمة تدور فوق رؤوسنا‪ ,‬وأن الشمس‬ ‫تدور في السطح الداخلي لهذه القبة‪ .‬لو رسمنا مسار الشمس خالل فترة االنقالب‬ ‫الصيفي وفترة االنقالب الشتوي‪ .‬سيتضح لنا أن هذين المسارين مختلفين تماماً‪,‬‬ ‫فبينما يكون مسار الشمس خالل فصل الصيف أطول وأكثر ارتفاعا ‪ ,‬يكون مسارها‬ ‫خالل الشتاء أقصر وأكثر انخفاضاً‪.‬‬

‫‪27‬‬ ‫‪0‬‬

‫‪-3‬حركة األرض السنوية حول الشمس‬ ‫تكمل دورة كاملة حول الشمس في مدار بيضاوي كل عام‪ .‬بينما تكمل األرض دورتها‬ ‫السنوية حول الشمس فإنها تدور حول محورها كل ‪ 24‬ساعة‪،‬‬ ‫ويميل ذلك المحور على مستوى دورانها البيضاوي حول الشمس بزاوية مقدارها ‪23‬‬

‫درجة و ‪ 27.14‬دقيقة (‪ ،)°23.45‬و مستوى ذلك المدار البيضاوي يحتوي على خط إستواء‬ ‫الشمس ‪.‬‬

‫‪27‬‬ ‫‪1‬‬

‫‪ -4‬احلقكة الظاهقةة اليةمية ليشمس يف السماء‬ ‫إن أوضح حركة ظاهرية للشمس هي الحركة اليومية حيث تأخذ شكل قوس في السماء‪ ،‬و تصل‬ ‫أعلى نقطة لها في وقت الظهيرة‪ .‬كما تتنقل مواقع شروق الشمس و غروبها تدريجياً في االفق‬

‫نحو الشمال‪.‬‬ ‫و يطول النهار حيث تشرق الشمس في أوقات أكثر تقدما و تغرب في أوقات أكثر تأخراً يوما بعد‬

‫يوم‪ .،‬الى حدود يوم‬

‫ ‪ 21‬يونيو‪ .‬و يسمى ذلك اليوم بيوم اإلنقالب الصيفي‪ ،‬و نجد‬‫فيه أن طول فترة النهار تأخذ قيمتها العظمى‪.‬‬ ‫ثم تبدأ بالعودة تدرجيا الى يوم‬ ‫–‪ 21‬ديسمبر (اإلنقالب الشتوي) – يحدث العكس و نجد‬ ‫الشمس تأخذ أقصى موضع لها جنوبا ً بالنسبة لالرض‬

‫‪27‬‬ ‫‪2‬‬

‫‪ -1‬حتدةد مةق س طة ما يى سطح االرض‬ ‫يتحدد موقع نقطة ما على سطح االرض بمعرفة زاويتين هما‬ ‫‪ -‬زاوية خط العرض ‪LATITUDE ANGLE‬‬

‫(‬

‫‪ -‬زاوية خط الطول ‪LG LONGITUDE ANGLE‬‬

‫‪27‬‬ ‫‪3‬‬

‫د ائق ال قض ‪( L ) : LATITUDE ANGLE‬‬ ‫تعرف زاوية خط العرض لنقطة ما علي سطح األرض بأنها‪:‬‬ ‫"الزاوية المحصورة بين مستوي خط اإلستواء و الخط الواصل من هذه النقطة إلي مركز‬ ‫األرض"‪.‬‬ ‫و هذا يعني أن جميع النقط الواقعة علي خط اإلستواء تقع علي خط عرض صفر‪ ,‬و حيث أن‬ ‫هناك نقط تقع فوق خط اإلستواء و أخري تحت خط اإلستواء‪ ,‬فقد إتفق علي أن يتم تحديد‬ ‫وضع النقطة بالنسبة لخط اإلستواء بإستخدام رمز شمال ‪N‬أو جنوب ‪S,‬‬ ‫تتراوح زوايا خط العرض ما بين (‪ 90–0‬درجة شمال) و (‪ 90–0‬درجة جنوب)‪ .‬و‬ ‫القطب الشمالي يقع عند ‪ °90‬شماال و القطب الجنوبي عند ‪ °90‬جنوبا‪.‬‬

‫خط العرض هو في الحقيقة دائرة علي سطح الكرة األرضية تقع عليها جميع النقط التي لها‬ ‫نفس زاوية خط العرض‪ .‬و دائرة خط عرض ‪ ° 40‬هي الدائرة الناتجة عن قطع سطح الكرة‬ ‫األرضية بمستوي يوازي خط اإلستواء من نقطة علي سطح األرض لها زاوية خط عرض‬ ‫قدرها ‪, °40‬‬

‫و هذه الزاوية يتم معرفتها من األطلس الجغرافي‪.‬‬

‫‪27‬‬ ‫‪4‬‬

‫خطةط الطةل ‪LG LONGITUDE ANGLE‬‬ ‫هي زاوية حتدد وضع النقطة يف إجتاهي الشرق و الغرب علي سطح الكرة‬

‫األرضية‪ .‬و قد مت إعتبار نقطة الصفر هي خط الطول املار مبدينة جرينتش‪.‬‬ ‫و خط طول صفر هو عبارة عن‪:‬‬ ‫"نصف الدائرة الناتج من إمرار مستوي بقطيب األرض الشمايل و اجلنويب و مدينة‬ ‫جرينتش"‪.‬‬ ‫و ألي نقطة اخري علي سطح الكرة األرضية تقع شرق أو غرب خط طول صفر‪,‬‬ ‫فإن خط الطول هلذه النقطة يعرف بالزاوية احملصورة بني مستوي خط طول‬ ‫صفر و مستوي آخر مير هبذه النقطة و قطيب األرض‪ .‬و قد اتفق علي أن تكون‬ ‫النقط الواقعة شرق(باإلجنليزية‪East) :‬جرينتش تأخذ رمز ‪E‬و النقط اليت يف‬ ‫الغرب (باإلجنليزية‪west) :‬تأخذ رمز ‪W,‬و من الواضح أن قيم خط الطول‬ ‫تتراوح ما بني (‪ °180–0‬شرقا) إيل (‪ °180–0‬غربا)‪ .‬و بذلك فإن قطع سطح الكرة‬ ‫األرضية مبستوي يصنع زاوية ‪ °30‬شرقا مع مستوي خط طول صفر ينتج عنه‬ ‫مجيع النقط اليت هلا خط طول ‪E °30‬علي سطح األرض‪.‬‬ ‫و خط الطول ألي نقطة ميكن كذلك معرفته من األطلس اجلغرايف‪ ,‬فعلي سبيل‬

‫املثال النقطة (‪E , 30°N) °40‬هي نقطة تقع علي خط عرض ‪ 30‬مشاال و خط‬

‫‪27‬‬ ‫طول ‪ 40‬شرقا‪.‬‬ ‫‪5‬‬

‫‪2‬حتدةد مةض الشمس يف السماء‬‫إن معظم تطبيقات الطاقة الشمسية تحتاج إلى التنبؤ الدقيق نسبياً بمكان موضع‬

‫الشمس في السماء في أي ساعة من النهار خالل العام‪ .‬لذلك فإن موقعها في السماء‬ ‫بالنسبة للمشاهد لها من على األرض يمكن تحديده تحديداً كامالً من خالل زاويتين‬

‫فلكيتين‪ ،‬هما زاوية اإلرتفاع الشمسية (‪ )a‬و زاوية السمت الشمسية (‪z).‬‬

‫لتبسيط ايسئية سيتم قح احلقكة ا تقاضية ليشمس ل‬ ‫طقةق ماظةمة طا ر مفبتة يى ا رض ت‬ ‫يى ايكان ايقاد دراسته‪.‬‬ ‫‪27‬‬ ‫‪6‬‬

‫يها س طة ا صق‬

‫زاوية اإلنحراف الشمسي ‪δ‬‬ ‫هي الزاوية بني املستوي االستوائي وبني اخلط الواصل بني مركز األرض ومركز الشمس‪.‬‬

‫وتتراوح قيمة هذه الزاوية بني ‪ +23.45‬و ‪ , -23.45‬وختتلف قيمة هذه الزاوية من يوم آلخر‬

‫‪27‬‬ ‫‪7‬‬

‫حساب زاوية اإلنحراف الشمسي ‪δ‬‬ ‫و ميكن تقريبياً حساب زاوية اإلحنراف الشمسي ‪ δ‬بالدرجات يف أي يوم من أيام‬ ‫السنة ‪N‬من خالل معادلة التالية ‪:‬‬

‫‪27‬‬ ‫‪8‬‬

‫زاوية االرتفاع الشمسي ‪α :‬‬ ‫هي االرتفاع الزاوي للشمس يف السماء مقاساً من األفق (األفق لراصد ما مع األرض هو الدائرة‬ ‫املتحصلة من تقاطع مساء الراصد مع األرض)‪ .‬هذه الزاوية تساوي الصفر لدى‬ ‫شروق الشمس وغروهبا‪ ,‬و‪ 90‬عندما تكون الشمس فوق الراصد مباشرة‪.‬‬

‫‪27‬‬ ‫‪9‬‬

‫الزاوية الساعية ‪ω‬‬

‫‪Solar hour angle‬‬

‫تد ر ا رض حةل طةرها د رة كق ‪ 24‬سا ة‪ ,‬إن ض كق س طة ي سطح ا رض لالاسبة‬ ‫ليخط الةاصق لأل مقكزي الشمس ا رض ةتغري لشكق مستمق ي مدي ‪ 24‬سا ة‪.‬‬ ‫إذا ا تربسا س طة الصفق ماتصف اليةا ا الظهق يف هذا ايكان‪.‬‬ ‫تد ر ا رض ‪ 360‬درجة يف مدة ‪ 24‬سا ة هذا ة ين ان ا رض تد ر حةل طةرها ‪ 15‬درجة كق‬ ‫سا ة‪.‬‬ ‫هذا ة ين ان مق ر سا ة احدة ل د قت الظهق (السا ة الفاسية شقة حسب التةقيت الشمس )‬ ‫ان الا طة اي صةدة قد احنق ت لزا ةة ‪ 15‬درجة ل ض الظهرية‪.‬‬

‫‪28‬‬ ‫‪0‬‬

‫حساب الزاوية الساعية ‪ω‬‬

‫‪Solar hour angle‬‬

‫ماهى الزا ةة السا ية يى السا ة ‪ 30 10‬دقي ة صباحا‬ ‫‪ 30 10‬دقي ة صباحا ة ىن ل‬

‫سا ة ‪ 30‬دقي ة ل الظهق‬

‫ة ىن ‪ 22.5 = 7.5+ 15‬درجة مبااهنا صباحا تكةن سيبية ة ىن‬ ‫‪22.5 - =ω‬‬

‫لطقة ة اةسق‬

‫( دد الدقائق مل الظهق الشمس )×(‪w =± )1\4‬‬ ‫حيث توخذ ا ارة ايةجبة يف تقة ما ل د الظهق ا‬ ‫ما قبق الظهق‪.‬‬ ‫‪28‬‬ ‫‪1‬‬

‫ارة السالبة يف تقة‬

‫زاوية السمت الشمسي الرأسية‬ ‫ه ‪" :‬الزا ةة احملصةرة لأل‬

‫ا الشمس ا ةا القاس‬

‫‪z‬‬

‫‪zenith angle‬‬

‫اد ايةق‬

‫الذي ةتم حساب الزا ةة له"‪.‬‬ ‫اي ان ‪:‬‬ ‫‪Z = π/2 - α‬‬ ‫حيث‪:‬‬ ‫‪Z:‬زا ةة السمت‪.‬‬

‫‪α:‬زا ةة ا رتفا ‪.‬‬ ‫‪cos Z = sin β = sin Φ sin δ + cosΦ cosδ cosω‬‬ ‫‪28‬‬ ‫‪2‬‬

‫زاوية السمت الشمسي األفقية ‪Ψs‬‬ ‫ه الزا ةة اي اسة يف ايستةي ا‬

‫لأل اجلاةب مس ط‬

‫ا ة الشمس و االةا حنة الغقب مةجباًو تكةن زا ةة‬ ‫ا زميةت مسا ةة‪ 90‬اد الشق ق ‪ -90‬اد الغق ب صفقاً‬ ‫يف الظهرية‪ ,‬ت طى هذ الزا ةة‬

‫‪28‬‬ ‫‪3‬‬

‫ا لي القة التالية‬

‫شدة االشعاع الشمسي‬ ‫تقاس شدة االشعاع الشمسي بوحدة (‬ ‫وات‪/‬املرت املربع ) ‪Watt/m2‬‬ ‫ويوجد جهاز يسمي ‪solar power meter‬‬ ‫ميكنك من قياس شدة االشعاع الشمسي‪.‬‬

‫فعن طريقه تستطيع معرفة شدة االشعاع‬ ‫الشمسي بالوات لكل مرت مربع يف الوقت الذي‬ ‫انت فيه ويف مكانك‪.‬‬ ‫‪28‬‬ ‫‪4‬‬

28 5

28 6

‫حتى نتمكن من الحصول على أقصى مرد ودية سنوية يجب أن‬‫تكون األلواح الشمسية اقل عرضة للظل خالل كامل فترات اليوم ‪.‬‬ ‫يجب تفادي الحواجز(‬‫شجرة‪،‬مدخنة‪،‬عمودكهربائي‪،‬جبل‪،‬عمارة‪ )...‬و إزالتها بأقل كلفة‪ .‬او‬ ‫اخذها بعين اإلعتبار عند تحجيم النظام‬

‫لتقييم هذه الخسائر الناتجة عن الظالل خالل فترات من‬ ‫اليوم وفي مختلف الفصول‪ .‬وجب علينا‬ ‫أخذ بيانات حول الظالل الممكن سقوطها على األلواح‬ ‫”قناع اإلظالل ” للقيام بالتحليل الضروري للخسائر‪.‬‬

‫‪28‬‬ ‫‪7‬‬

‫رسم خرائط اإلظالل ‪MASK SHADING‬‬ ‫اخلطوات العملية‬

‫حتديد احلواجز اليت ميكنها حجب أشعة الشمس ‪.‬‬ ‫حتديد النقاط الرئيسية اليت حتيط خمتلف احلواجز‬

‫قياس الزوايا لكل نقطة من النقاط ( السمت و ارتفاع الزاوية )‪.‬‬ ‫احلصول خريطة مسار الشمس للموقع‬ ‫تنزيل القياسات على خريطة مسار الشمس للموقع‪.‬‬ ‫التقييم البصري خلطر نقص كفاءات الرتكيز‪.‬‬ ‫كما ميكن تنزيل القياسات على برامج احملاكات واحلصول على تقارير‬ ‫‪28‬‬ ‫‪8‬‬

‫املعدات الالزمة ‪:‬‬ ‫بوصلة‬‫ادات زاوية اإلرتفاع ‪.‬‬‫‪-‬خريطة ملسار الشمس خلط العرض ملوقع الرتكيز‪.‬‬

‫‪28‬‬ ‫‪9‬‬

‫خطوات رسم قناع اإلظالل‬ ‫‪‬‬

‫اخلطوة‪ :1‬حتديد مواقع تواجد احلواجز اليت حتد من اإلشعاع ‪:‬‬

‫علينا تحديد جميع الحواجز في افق المصفوفة الشمسة التى يحتمل سقوط ظاللها عل احد األلواح‬ ‫خالل اليوم ويجب األخذ بعين اإلعتبار تغير الفصول‬

‫•‬

‫‪29‬‬ ‫‪0‬‬

‫مالحظة‪ :‬يجب القيام بذلك في المكان الغير المالئم لالقط‪.‬‬

‫اخلطوة‪ : 2‬حتديد النقاط املفاتيح اليت متثل جممل احلواجز ‪:‬‬

‫‪29‬‬ ‫‪1‬‬

‫•‬

‫نقاط مفاتيح‬

‫اخلطوة‪ : 3‬قياس الزوايا ( السمت وزاوية اإلارتفاع ) لكل النقاط ‪:‬‬

‫‪SUD‬‬

‫‪SUD OUEST‬‬

‫‪19°‬‬

‫‪EST 20°‬‬

‫‪29‬‬ ‫‪2‬‬

‫‪SUD EST‬‬

‫اخلطوة‪ : 3‬قياس الزوايا ( االسمت و زاوية ارتفاع ) لكل النقاط ‪:‬‬

‫‪29‬‬ ‫‪3‬‬

‫برنامج للحصول على خريطة مسرات الشمس في األفق في اي مكان‬ SunChartProgram http://solardat.uoregon.edu/SunChartProgram.html

29 4

‫‪‬‬

‫‪29‬‬ ‫‪5‬‬

‫اخلطوة ‪: 4‬تنزيل القياسات على خريطة مسار الشمس للمكان ‪:‬‬

29 6

‫رابط البرنامج‬ http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php?map=africa

29 7

‫حساب زاوية امليل‬ Monthly Solar Irradiation PVGIS Estimates of long-term monthly averages Location: 36°49'36" North, 9°57'13" East, Elevation: 21 m a.s.l., Solar radiation database used: PVGISCMSAF Optimal inclination angle is: 32 degrees Annual irradiation deficit due to shadowing (horizontal): 0.0 % Hh: Irradiation on horizontal plane (Wh/m2/day) Hopt: Irradiation on optimally inclined plane (Wh/m2/day) Iopt: Optimal inclination (deg.)

29 8

‫الطريقة ‪1‬‬ ‫كتابة قيمة خطوط العرض والطول للمكان‬ ‫و الظغط على زر‬

‫‪29‬‬ ‫‪9‬‬

‫قيمة خط العرض‬ ‫قيمة خط الطول‬

‫الطريقة ‪2‬‬ ‫كتابة اسم املكان و الظغط على‬ ‫زر‬

‫‪30‬‬ ‫‪0‬‬

‫الطريقة ‪3‬‬ ‫حتديد املكان عن طريق‬ ‫املاوس‬

‫‪301‬‬

‫اختيار نافذة ‪Monthly irradiation‬‬ ‫التأشري على اختيار ت التالية‬

‫اختيار نوعية النتائج وطريقة عرضها‬ ‫الظغط على زر‬

‫‪302‬‬

‫احداثيات املكان‬ ‫زاوية امليل املثالية للنظام الثابت‬ ‫كامل السنة‬

‫كمية اإلشعاع على مسطح أفقي‬

‫كمية اإلشعاع على مسطح‬ ‫مائل بالزاوية املثالية‬

‫زاوية امليل املثالية لكل شهر‬

‫‪30‬‬ ‫‪3‬‬

‫حساب المعدل اليومي ؟‬ ‫اختيار نافذة ‪Daily Irradiance‬‬ ‫اختيار الشهر‬ ‫اختيار زاوية امليل‬ ‫التأشري على اختيار ت التالية‬

‫اختيار نوعية النتائج وطريقة عرضها‬ ‫الظغط على زر‬ ‫‪30‬‬ ‫‪4‬‬

‫املصادر‬ ‫اجلغرافيا املناخية والنباتية‬‫عبد العزيز طريح شرف‬ ‫حبوث على اإلنترنيت‬‫‪-‬كتب ومقاالت‬

‫‪30‬‬ ‫‪5‬‬

30 6

‫‪1‬‬ ‫تصميم النظام الفتوفلتي‬ ‫الغير المرتبط بالشبكة‬ ‫‪307‬‬

‫اساسيات حتجيم األنظمة املستقلة عن الشبكة‬ ‫حتجيم نظام كهروضوئي قائم بذاته ليست مسألة معقدة بشكل كبري ‪.‬لكنها جيب أن تكتمل‬ ‫قبل شراء وتركيب أي مكون من مكونات النظام الكهروضوئية ‪.‬ليعمل النظام بكفاءة وجينبنا‬ ‫التكاليف املرتتبة عن سوء التخطيط وتشمل عملية التحجيم اخلطوات التالية‪:‬‬ ‫•تقديراستهالك األمحال الكهربائية‬ ‫•حتجيم واختيار البطاريات‬ ‫•حتجيم واختيار الوحدات الكهروضوئية( األلواح الشمسية)‬ ‫•حتجيم واختيار منظم الشحن والتفريغ‬ ‫•حتجيم واختيار األنفرتر‬

‫•حساب مقطع األسالك‬ ‫‪308‬‬

‫خطوات التصميم‬

‫‪309‬‬

‫اخلطوة (‪ :)1‬تقدير االستهالك اليومي لألجهزة‬ ‫تتلخص هذه الخطوة في مأل هذا الجدول الذي يشمل‬

‫‪ ‬جرد لألجهزة المراد تشغيلها‬ ‫‪ ‬تحديد قدرة كل جهاز‬ ‫‪ ‬تحديد عدد ساعات تشغيل كل جهاز‬ ‫‪ ‬تحديد قدرة اإلقالع بالنسبة لألجهزة التي تحتاج الى تيار‬ ‫اقالع مثل المضخات و الثالجات‬ ‫االستهالك اليومي للجهاز= قدرة اجلهاز × عدد ساعات التشغيل باليوم‬ ‫‪310‬‬

‫جدول لتقدير االستهالك اليومي لألجهزة‬ ‫)‪(h‬‬ ‫)‪(w‬‬

‫‪311‬‬

‫)‪(w‬‬

‫)‪(wh‬‬

‫الخطوة (‪ :)2‬تحجيم واختيار المدخرات (البطاريات)‬ ‫االستهالك اليومي × عدد ايام التخزين‬

‫سعة البطارية‬

‫ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ‬

‫) ‪( D x T x Be‬‬

‫)‪ :(C‬سعة البطارية )‪(Ah‬‬ ‫)‪: (T‬فولتية النظام )‪(V‬‬ ‫) ‪ : (E‬االستهالك اليومي من الطاقة )‪(Wh‬‬

‫)‪ : (N‬عدد أيام التخزين‬

‫(المحتملة لغياب‬

‫الشمس)‬

‫)‪ :(D‬نسبة عمق التفريغ )‪(%‬‬ ‫)‪ :(Be‬كفاءة البطارية)‪(%‬‬

‫تنبيه ‪ :‬نظرا للفقد الحاصل في الطاقة الحاصل اثناء التحويل من التيار المستمر الى التيار المتناوب بسب كفاءة‬ ‫األنفرتريجب احتساب الفارق في قيمة االستهالك اليومي في المعادلة‬

‫‪312‬‬

‫اخلطوة (‪ :)3‬حتجيم واختيار الوحدات الكهروضوئية( األلواح الشمسية)‬ ‫حلساب قدرة الوحدات الكهروضوئية الالزمة سنقوم بتحديد اإلشعاع اليومي باملكان من خالل جدول اإلشعاع‬ ‫الشمسي باملكان خنتار اقل قيمة‬

‫قدرة األلواح الكهروضوئية =‬

‫الستهالك اليومي× ‪ × 1,3‬معدل اإلشعاع ‪STC‬‬

‫‪----------------------------------‬‬‫معدل اإلشعاع اليومي يف املكان‬

‫‪ 1,3 :‬معامل تصحيح بسبب املفقايد يف اللواح و البطاريات و األنفرتر و األسالك‬ ‫معدل اإلشعاع )‪ 1000 =( STC‬واط‪ /‬م‪2‬‬

‫‪31‬‬ ‫‪3‬‬

‫اختيار منظم الشحن خيضع اىل ثال ث شروط رئسية‬ ‫‪ (1‬جيب ان ال يتجاو التيار التى تنتجه األلواح احلد األقصى الذى يتحمله املنظم‬ ‫وبالتالي تكون القاعدة‬

‫تيار املنظم = تيار القصر لأللواح )‪1,25× (Isc‬‬ ‫‪ ‬عند حساب تيار القصر لأللواح )‪ (Isc‬جيب األخذ بعني اإلعتبار درجات احلرارة‬ ‫‪ (2‬فولتية الدائرة املفتوحة لأللواح جيب ان تكون اقل او تساوي اقصى فولتية‬

‫يتحملها املنظم )‪ (Voc‬مع مرعات معامل تأثري احلرارة عند ظروف التشغيل‬ ‫‪ (3‬فولتية املنظم جيب ان تالئم فولتية البطريات )‪(12/24/48‬‬

‫‪31‬‬ ‫‪4‬‬

‫اخلطوة (‪ :)5‬حتجيم واختيار األنفرتر‬ ‫‪.1‬‬

‫من جهة مدخل البطاريات جيب فولتية األنفرتر ان تالئم مع فولتية بنك البطاريات )‪(12/24/48‬‬

‫‪ .2‬من جهة األمحال جيب ان تكون‬ ‫‪ .1‬فولتية التى يعطيها األنفرتر مناسبة لتشغيل األمحال )‪(230v/110v‬‬ ‫‪ .2‬الرتدد جيب ان يكون موافقا حسب األمحال املراد تشغيلها )‪(50Hz/60Hz‬‬ ‫‪ .3‬نوع املوجة التى ينتجها األنفرتر‬ ‫‪Modified Sine wave/ quasi sine wave .1‬‬

‫‪Square Wave .2‬‬ ‫‪Pure sine wave .3‬‬

‫‪ .3‬قدرة األنفرتر ‪ :‬تساوي جمموع قدرة األمحال التى ممكن ان تشتغل يف نفس الوقت مع اضافة هامش ب‪ 30‬باملئة‬ ‫‪ .4‬تيار لإلقالع ‪ :‬بعض األمحل مثل احملركات واملضخات حتتاج اىل تيار اقالع جيب على األنفرتر ان يكون قادرا على‬ ‫توفرير هذا التيار‬ ‫‪ .5‬كفاءة األنفرتر مهمة ايضا عند اإلختيار وكلما كانت اعلى كانت افضل‬ ‫‪31‬‬ ‫‪5‬‬

‫‪2‬‬ ‫النظام الفتوفلتي المرتبط بالشبكة‬

‫‪31‬‬ ‫‪6‬‬

‫قبل ان تبدأ‬

‫‪ -1‬ما هو أحتياجك الشهري واليومي للكهرباء بالكيلو وات ؟‬ ‫‪ -2‬ما هي املساحة املتوفرة لديك لتركيب األلواح الشمسية ؟‬

‫‪ -3‬ما هي شدة االشعاع الشمسي يف مكان التركيب ؟‬ ‫‪ -4‬ما هي اجلدوي االقتصادية مقارنة مبا تدفعه من فاتورة الكهرباء‪.‬؟‬

‫‪ -5‬هل تريد انتاج فائض وبيعه ام تغطية اإلستهالك فقط‬ ‫‪31‬‬ ‫‪7‬‬

‫خطوات تصميم األنظمة الموصولة بالشبكة‬

‫‪31‬‬ ‫‪8‬‬

‫الخطوة ‪ : 1‬حساب معدل اإلستهالك الشهري‬

‫بإلعتماد على فاتورة اإلستهالك يمكن حساب‬

‫المعدل الشهري لإلستهالك عن طريق قسمة‬ ‫اإلستهالك السنوي على عدد أشهر السنة‬ ‫معدل اإلستهالك الشهري = اإلستهالك السنوي ÷ ‪12‬‬ ‫‪31‬‬ ‫‪9‬‬

‫الخطوة ‪ : 2‬حساب معدل اإلستهالك اليومي‬ ‫كنا حددنا في الخطوة السابقة معدل اإلستهالك‬ ‫الشهري وللحصول على معد اإلستهالك اليومي‬ ‫نقوم بقسمة معد اإلستهالك الشهري على عدد ايام‬ ‫الشهر‬ ‫معدل اإلستهالك اليومي = معدل اإلستهالك الشهري ÷ ‪30‬‬

‫‪32‬‬ ‫‪0‬‬

‫الخطوة ‪ : 3‬حساب معدل ساعات التشميس بمكان التركيب‬

‫يمكن الحصول عن عدد سعات التشميس اليومي‬ ‫بالرجوع الى الخرائط او لبعض المواقع و البرامج‬ ‫ساعات التشميس = معدل اإلشعاع الشمسي ÷ ‪1000‬‬

‫معدل ساعات التشميس اليومي في الوطن العربي ‪ 5‬سعات‬

‫‪32‬‬ ‫‪1‬‬

‫الخطوة ‪ : 4‬حساب قدرة األلواح الالزمة (‪)Wp‬‬ ‫يمكن الحصول على قدرة األلواح الالزمة عن طريق‬ ‫قسمة معدل اإلسنهالك اليومي ضارب ‪1.3‬على عدد‬ ‫سعات التشميس‬ ‫قدرة األلواح الالزمة = معدل اإلستهالك اليومي×‪ ÷ 1.3‬ساعات التشميس‬

‫‪ : 1.3‬ضارب لتصحيح املفاقيد بسبب تاثري احلرارة على األلواح و كفاءة األنفرتر و مفاقيد الكابالت‬ ‫‪32‬‬ ‫‪2‬‬

‫الخطوة ‪ : 5‬حساب عدد األلواح‬

‫حسب قدرة األلواح المراد تركيبها يمكن الحصول‬ ‫على العدد المطلوب لتوفير القدرة الالزمة‬ ‫عدد األلواح = قدرة األلواح الالزمة ÷ قدرة اللوح الواحد‬

‫‪32‬‬ ‫‪3‬‬

‫خطوات تصميم انظمة الضخ الكهرو مشسية‬

‫‪32‬‬ ‫‪4‬‬

‫اخلطوات األساسية لتصميم نظم ضخ املياه الكهرضوئية‬ ‫بشكل عام‪ ,‬إن اخلطوات األساسية املتبعة عند تصميم نظم ضخ املياه الكهرضوئية هي‪:‬‬ ‫‪ .1‬حتديد حجم املياه الواجب ضخها كل يوم‪.‬‬ ‫‪ .2‬حتديد االرتفاع الكلي للضخ‪.‬‬ ‫‪ .3‬معرفة بيانات اإلشعاع الشمسي‪.‬‬ ‫‪ .4‬حساب معدل الضخ من خالل عدد ساعات الشمس القصوى‪.‬‬ ‫‪ .5‬اختيار نوع املضخة‪.‬‬

‫‪ .6‬اختيار احملرك ذي خصائص سرعة –عزم متوافقة مع خصائص سرعة‪ -‬عزم للمضخة‪.‬‬ ‫‪ .7‬اختيار نوع النظام‪.‬‬ ‫‪ .8‬اختيار مكونات النظام‪.‬‬ ‫‪ .9‬اختيار املوديوالت املناسبة وطريقة ربطها‪.‬‬ ‫‪ .10‬اختيار طريقة تركيب املوديوالت وذلك إما بتثبيتها أو بإجراء عملية املالحقة اليدوية‪.‬‬ ‫‪32‬‬ ‫‪5‬‬

‫‪- 1‬تقدير كميات املاء املطلوبة ‪ :‬اخلطوة األول ى يف حتديد حجم نظام الضخ الكهرو مشسي هي‬ ‫حتديد كمية املاء اليت حنتاجهـا ‪ .‬فـإذا تفاوتت احلاجة للماء يف أثناء الفصل جيب أن نعتمد‬ ‫الكمية األكرب اليت نتوقع أن نستهلكها ‪ : .‬بعض املعطيات بشكل تقرييب الستعمال املاء‬

‫‪32‬‬ ‫‪6‬‬

‫خطوات تصميم انظمة الضخ الكهرو مشسية‬ ‫‪- 2‬حتديد مصدر املاء ‪ :‬إن حتديد النظام يتعلق‬ ‫بشكل كبري بنوع مصدر املاء وموقعه بالنسبة‬ ‫إىل املكان الزذي نريزد أن نزوده باملاء‪ ،‬فمصدر‬ ‫املاء سيكون إما عميق (اً بئر) أو سطحي‬

‫(ابركة‪ ،‬جدول‪ ،‬سيل ‪ )،‬وتكزون اآلبزار‬ ‫مفضلة بسبب نوعية املاء اجليدة ‪.‬‬ ‫على أية حال ‪ ،‬إن اآلبار مكلفة بسبب احلفر خصوصاً عندما تكون املياه عميقة كما أن‬ ‫مصادر املياه السطحية ميكن أن تتفاوت بشكل مومسي حيث إن كمية املاء ونوعيته تكون‬

‫منخفضة يف أثناء الصيف عندما يكون الطلب عليه أكثر ‪.‬‬ ‫‪32‬‬ ‫‪7‬‬

‫املعلومات األساسية عن مورد املياه السطحية التى جيب معرفتها‬ ‫• التغريات املومسية‪.‬‬

‫• نوعية املاء‪ ،‬املتضمنة وجود الطني والبقايا العضوية‪....‬اخل‪.‬‬ ‫• ختطيط نظام تزويد املاء‬

‫‪ o‬حتديد موقع مصزدر املزاء‬ ‫‪ o‬النقزاط املطلوبزة للتوزيع‬ ‫كذلك جيب أن يكون على املخطط نقاط االرتفاع لكي نستطيع أن حنسزب االخزتالف فزي االرتفاع ‪.‬‬ ‫‪32‬‬ ‫‪8‬‬

‫املعلومات األساسية اليت جيب معرفتها عن البئر‬ ‫• مستوى املاء الساكن‪.‬‬ ‫• اختالفات العمق املومسية‪.‬‬ ‫• التدفق (نسبة) تعويض املاء‪.‬‬ ‫• نوعية املاء‪.‬‬ ‫إذا كان البئر جديد احلفر فإن هذه املعلومزات تؤخزذ مزن حفّزار البئزر ‪ ،‬كمزا أن نوعيزة‬ ‫املزاء ليست مهمة إذا مل تستخدم لالستهالك البشري‬ ‫‪32‬‬ ‫‪9‬‬

‫‪ -3‬مالئمة موقع مصدر املاء للطاقة الشمسية ‪:‬‬ ‫•‬

‫جيب أن يكون املوقع مالئماً لرتكيب نظام ضخ املاء‬

‫•‬

‫جيب أن تكون األلواح الكهرو مشسية موجهة باجتاه‬ ‫اجلنوب يف النصف الشمالي مزن الكزرة األرضية بدون‬

‫وجود الظل خالل كامل النهار‪.‬‬ ‫•‬

‫جيب أن تكون املواقع مهيئة لوضع مضخة املاء واخلزان‬ ‫وأجهزة النظام األخرى‪.‬‬

‫•‬

‫جيب أن يكون صف األلوا ح ال كهرومشسية قريب ًا من‬ ‫موقع املضخة لتقليل طول السلك وكلفزة الرتكيب‪.‬‬

‫‪33‬‬ ‫‪0‬‬

‫‪ -4‬معرفة بيانات اإلشعاع الشمسي يف مكان الرتكيب ‪:‬‬ ‫جيب معرفة بيانات اإلشعاع الشمسي‬ ‫وعدد ساعات اليوم اليت يكون فيها‬ ‫اإلشعاع الشمسي كامالً يف الصيف‬ ‫والشتاء باالعتماد عن معطيات األرصاد‬ ‫اجلوية‬ ‫او قواعد بيانات بعض الربامج التصميم‬

‫‪33‬‬ ‫‪1‬‬

‫‪ -5‬حساب معدل التدفق املطلوب‬ ‫بعد أن أجريت حساباتك لتعرف معدل‬ ‫استخدامك اليومي من املياه باللرت ‪ .‬تأتي‬ ‫خطوة حساب معدل التدفق املطلوب من‬ ‫املضخة حيت تليب احتياجاتك اليومية‪.‬‬ ‫حنن نعلم أن متوسط فرتة سطوع الشمس‬ ‫يوميا هي مخسة ساعات فقط ‪ .‬وحنن خالل‬ ‫هذه الفرتة نريد ان نؤمن كل هذا القدر من‬ ‫املياه املطلوب فمثال ‪:‬‬

‫‪33‬‬ ‫‪2‬‬

‫لو اننا بعد ان أجرينا احلسابات اخلاصة لنحصل علي كمية املياه اليت حنتاجها يوميا‬ ‫وجدنا اننا حنتاج الي‪ 10000‬لرت من املياه يوميا‪.‬‬

‫ومبا أننا ذكرنا ان متوسط فرتة سطوع الشمس يوميا‬ ‫يف بالدنا العربية هو‪ 5‬ساعات تقريبا نقوم بقسمة‬ ‫هذا الرقم علي‪5‬‬

‫‪ 2000= 5÷10000‬لرت‪/‬ساعة ‪...‬‬ ‫ما يعادل‪ 34‬لرت‪/‬دقيقة ‪.‬‬ ‫ملحوظة‪ :‬قمنا بتحويلها الي وحدة لرت‪/‬دقيقة بقسمة الرقم علي‪ 60‬وذلك ألن معظم املضخات توصف‬ ‫معدل التدفق بوحدة لرت‪/‬دقيقة ()‪L/min‬‬ ‫‪33‬‬ ‫‪3‬‬

‫‪ -6‬حساب ارتفاع الضغط الديناميكي ‪HMT -TDH‬‬ ‫حساب املسافة الرأسية اليت حنتاج أن نرفع املياه اليها أي انها املسافة اليت ستقوم مضخة‬ ‫الطاقة الشمسية برفع املياه اليها رأسيا أي عكس اجلاذبية األرضية‪ .‬وهي تعرب لنا عن‬ ‫الضغط املطلوب من املضخة توفريه لرتفع املياه من عمق البئر الي أعلي نقطة يف اخلزان‪.‬‬ ‫ارتفاع الضغط الديناميكي‬ ‫ارتفاع الضغط الديناميكي‬ ‫)‪TDH (Total Dynamic Head‬‬ ‫)‪HMT (Hauteur manométrique totale‬‬ ‫تنبيه ‪ :‬احلقيقة حنتاج اىل اضافة املفاقيد بسب اإلحتكاك يف األنبابيب وخمتلف مكونات النظام والظغط يف نهاية األنبوب‬

‫‪33‬‬ ‫‪4‬‬

‫‪ -6‬حساب ارتفاع الضغط الديناميكي ‪HMT -TDH‬‬ ‫حساب املسافة الرأسية اليت حنتاج أن نرفع‬ ‫املياه اليها أي انها املسافة اليت ستقوم مضخة‬

‫ارتفاع الضغط الديناميكي‬

‫الطاقة الشمسية برفع املياه اليها رأسيا أي‬ ‫عكس اجلاذبية األرضية‪ .‬وهي تعرب لنا عن‬ ‫الضغط املطلوب من املضخة توفريه لرتفع املياه‬

‫من عمق البئر الي أعلي نقطة يف اخلزان‪.‬‬ ‫تنبيه ‪ :‬احلقيقة حنتاج اىل اضافة املفاقيد بسب‬ ‫اإلحتكاك يف األنبابيب وخمتلف مكونات النظام‬ ‫والظغط يف نهاية األنبوب‬

‫‪33‬‬ ‫‪5‬‬

‫)‪TDH (Total Dynamic Head‬‬ ‫)‪HMT (Hauteur manométrique totale‬‬

‫‪ -1-6‬حساب ارتفاع الضغط الديناميكي ‪ HMT -TDH‬للمضخات السطحية‬ ‫وميكن حسابه عن طريق مجع األربع قيم اآلتية‬ ‫‪ -1‬املسافة الرأسية باملرت من سطح األرض الي منسوب املاء يف البئر او النهر او الرتعة ( اي‬

‫عمق املياه عن سطح األرض )‪(Hr‬‬ ‫‪ -2‬املسافة الرأسية باملرت من سطج األرض الي أعلي نقطة يف اخلزان )‪(Ha‬‬

‫)‪(Hr‬‬

‫)‪(Ha‬‬

‫‪33‬‬ ‫‪6‬‬

‫‪ -1-6‬حساب ارتفاع الضغط الديناميكي ‪ HMT -TDH‬للمضخات السطحية‬ ‫‪ -3‬قيمة الفقد باألحتكاك داخل املواسري ( وهي قيمة حتسب أيضا باملرت وميكن احلصول‬ ‫عليها من خالل جداول معينة معتمدة علي قطر املواسري وطوهلا وشكل الوصالت املوجودة‬ ‫يف اخلط )‬

‫)‪(Hp‬‬

‫‪ -4‬الظغط املراد احلصول عليه يف اخر األنبوب‬ ‫)‪(Hu‬‬

‫‪33‬‬ ‫‪7‬‬

‫‪ -2-6‬حساب ارتفاع الضغط الديناميكي ‪ HMT -TDH‬للمضخات املغمورة‬

‫وميكن حسابه عن طريق مجع األربع قيم اآلتية‬ ‫‪ -1‬املسافة الرأسية باملرت من سطح األرض الي منسوب املاء يف البئر او النهر او الرتعة ( اي‬ ‫عمق املياه عن سطح األرض )‬

‫‪ -2‬املسافة الرأسية باملرت من سطج األرض‬ ‫الي أعلي نقطة يف اخلزان‬

‫‪33‬‬ ‫‪8‬‬

33 9

‫‪ -1-6‬حساب ارتفاع الضغط الديناميكي ‪ HMT -TDH‬للمضخات املغمورة‬ ‫‪ -3‬قيمة الفقد باألحتكاك داخل املواسري ( وهي قيمة حتسب أيضا باملرت وميكن احلصول‬ ‫عليها من خالل جداول معينة معتمدة علي قطر املواسري وطوهلا وشكل الوصالت املوجودة‬

‫يف اخلط )‬ ‫‪ -4‬الظغط املراد احلصول عليه يف اخر األنبوب‬

‫‪34‬‬ ‫‪0‬‬

‫‪ -3-6‬قاعدة حساب ارتفاع الضغط الديناميكي ‪HMT -TDH‬‬

‫‪HMT=TDH= Ha+Hr+Hp+Pu‬‬ ‫‪HMT:TDH‬‬ ‫ارتفاع الضغط الديناميكي‬ ‫‪Ha‬‬ ‫عمق املاء بالنسبة لسطح األرض يساوي صفر يف‬ ‫حال استعمال املضخات املغمورة‬ ‫‪Hr‬‬ ‫ارتفاع اخلزان او نقطة توزيع املاءعن سطح األرض‬ ‫‪Hp‬‬ ‫جمموع املفاقيد يف األنابيب وخمتلف التجهيزات‬ ‫‪Pu‬‬ ‫الظغط املطلوب يف نهاية األنبوب وهو من‪ 1‬اىل‪ 3‬بار‬ ‫يعنى‪ 10‬اىل‪ 30‬م‬

‫‪34‬‬ ‫‪1‬‬

34 2

34 3

‫مثال تطبيقى ‪ :‬حساب ارتفاع الضغط الديناميكي‬ ‫لتبسيط األمر بأعتبار انك جتري حسابات مبدأية للموضوع ميكنك حساب هذه‬ ‫القيمة علي انها تعادل‪ %7‬من جمموع القيمتني السابقتني فمثال ‪:‬‬ ‫لو أن عمق املياه‪ 100‬مرت عن سطح األرض واملسافة من سطح األرض ألعلي قمة يف‬ ‫اخلزان‪ 7‬مرت فيكون الفقد باألحتكاك تقريبا =‪ 7.49= 100÷ 7×107‬مرت‪.....‬‬

‫تقريبا‪ 7.5‬مرت‬ ‫فيصبح ارتفاع الضغط الديناميكي = ‪TDH‬جمموع هذه القيم الثالثة ويكون‬ ‫باملرت =‪ 114.5= 7.5+7+100‬مرت‬ ‫‪34‬‬ ‫‪4‬‬

‫‪ - 7‬حساب قدرة املضخة املطلوبة‬ ‫ميكننا حساب قدرة املضخة املطلوبة حسب القاعدة التالية‪:‬‬

‫‪P = H × Q × 0.0001635‬‬ ‫‪ :Q‬معدل السريان الذي قمنا حبسابه بوحدة (لرت‪/‬الدقيقة)‬ ‫‪ :H‬ارتفاع الضغط الديناميكي الذ حسبناه باملرت‬ ‫‪ :P‬قدرة املضحة بالكيلو واط‬

‫يف احلالة اليت افرتضناها مثال ستكون املعادلة كالتالي ‪:‬‬ ‫قدرة المضخة = ‪0.6365 = 0.0001635 * 114.5 * 34‬‬

‫كيلو واط‬

‫( ما يعادل تقريبا‪ 1‬حصان ‪ 1,,,,,,,‬حصان يكايفء‪ 0.745‬كيلو وات‬

‫‪34‬‬ ‫‪5‬‬

‫‪ - 7‬حساب قدرة املضخة املطلوبة‬ ‫• القدرة ( ‪ ) Pi‬ووحدتها الوات‬ ‫• الكثافة ( ‪ ) p‬ووحداتها كيلوجرام ‪ /‬المتر المكعب ‪(....‬في‬ ‫حالة الماء فهي = ‪ 1000‬كيلوجرام ‪/‬متر المكعب )‬

‫• عجلة الجاذبية (‪ ) g‬وهي ‪s2 / m 9.8‬‬ ‫• ارتفاع الظعط الديناميكى (‪) H‬‬ ‫•التدفق ( ‪ ) Q‬ويقاس ‪m3 /s‬‬

‫•كفاءة المضخة ( ‪) n‬‬

‫‪ 1‬كيلوواط= ‪ 1000‬واط‬ ‫‪1‬حصان = ‪ 0.746‬كيلوواط‬

‫‪34‬‬ ‫‪6‬‬

‫‪ - 8‬اختيار مضخة الطاقة الشمسية املناسبة‬ ‫ما نود التنويه عنه هو أنك ال جيب ان تعتقد انك مبجرد ان علمت قدرة‬

‫املضخة الكهربية ستذهب لشراء مضخة واحد حصان بهذه البساطة فأنت‬ ‫قد تشرتي مضخة قدرتها واحد حصان فعال ولكنها قد تكون صممت‬ ‫كي تعمل حتت ضغط أقل من املناسب حلالتك أو انها قد توفر كمية تدفق‬ ‫أقل من املناسبة حلالتك لذلك جيب ان تعلم أن اختيار املضخة يتم مبعرفة‬ ‫كل من معدل التدفق و ارتفاع الضغط الديناميكي عن طريق الدخول الي‬

‫خرائط التصميم اخلاصة بالشركة املصنعة للمضخة ليتسين لك أختيار‬ ‫املضخة املناسبة لك متاما واليت تليب أحتياجاتك بناء علي حالتك اخلاصة‪.‬‬ ‫‪34‬‬ ‫‪7‬‬

34 8

‫‪ - 8‬حساب قدرة املصفوفة الشمسية‬ ‫قدرة املصفوفة الشمسية القادرة على تشغيل املضخة‬ ‫تساوى قدرة املضخة ضارب‪ 1,4‬معامل لتصحيح املفاقيد يف خمتلف التوصيالت و األجهزة‬

‫‪Wp=Wc= 1,4 ×P‬‬ ‫‪34‬‬ ‫‪9‬‬

35 0

‫تحميل و تنصيب البرنامج‬ ‫‪ -1‬تحميل البرنامج من الرابط التالي‬ ‫‪http://www.pvsyst.com/en/download‬‬

‫‪ -2‬تنصيب البرنامج‬ ‫الضغط على ملف البرنامج واتباع الخطوات‬ ‫‪35‬‬ ‫‪1‬‬

‫نافذة البداية لبرنامج ‪ Pvsyst‬تظهر اربع‬ ‫اختيارات رئيسية‬

‫"التصميم األولي"‬ ‫"تصميم املشروع"‬ ‫"قواعد البيانات"‬ ‫"أدوات"‬

‫‪35‬‬ ‫‪2‬‬

‫يستعمل هذا اخليار إلجناز تصميم سريع‬ ‫للمشروع دون الدخول يف التفاصيل الدقيقة‬ ‫للمكونات النظام واختياراتها و تقدير سريع حجم‬ ‫اإلشعاع الشمسي باملكان وهو ما يعطى املهندس‬ ‫فكرة سريعة عن قابلية تنفيذ النظام‬

‫وال ينصح بهذا اخليار عند تنفيذ مشروعات جتارية‬ ‫للحرفاء ويتضمن ثالث خيارات بدوره‬ ‫‪35‬‬ ‫‪3‬‬

‫"التصميم األولي"‬

‫اختيار نوع النظام املراد تصميمة‬

‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪35‬‬ ‫‪4‬‬

‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬

‫نظام مرتبط بالشبكة‬ ‫نظام غري مرتبط بالشبكة‬

‫انظمة ضخ املياه‬

‫"التصميم األولي"‬

‫و هو اجلزء الرئيسي من الربنامج ويستخدم لدراسة‬ ‫كاملة للمشروع‪ .‬وفيه يتم حتديد بيانات األرصاد‬ ‫اجلوية وتصميم النظام ودراسات التظليل وحتديد‬ ‫اخلسائر والتقييم االقتصادي‪ .‬يتم تنفيذ احملاكاة‬ ‫على مدى عام كامل ويقدم تقرير كامل‬

‫والعديد من النتائج اإلضافية‬ ‫وفيه اربع خيارات حسب نوعية النظام املراد انشاءه‬ ‫‪35‬‬ ‫‪5‬‬

‫تصميم املشروع‬

‫اختيار نوع النظام املراد تصميمة‬

‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪356‬‬

‫تصميم املشروع‬

‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬

‫نظام مرتبط بالشبكة‬ ‫نظام غري مرتبط‬ ‫بالشبكة‬ ‫املياه‬ ‫انظمة ضخ‬ ‫شبكة ‪DC‬‬

‫تشمل "قواعد البيانات" إدارة البيانات املناخية مثل شدة‬ ‫اإلشعاع الشمسي و درجات احلرارة ‪ ،‬مع امكانية استرياد‬

‫البيانات اخلارجية‪ .‬كما حتتوى حتتوي أيضا على‬ ‫البينات اخلاصة جبميع املكونات ااملستعملة يف املنشآت‬ ‫الكهروضوئية مثل األلواح الشمسية ‪ ،‬واألنفرترات‬ ‫‪،‬ومنظمات الشحن والبطاريات‪ ،‬للعديد من املاركات‬ ‫املعروفة‬

‫وميكن تعديل البينات واختيار املناسب من خالل نافذه‬ ‫‪357‬‬

‫تفتح عند الظغط على زر قواعد البينات‬

‫قواعد البيانات‬

‫من خالل هذه النافذة يمكن اختيار بينات اإلشعاع الشمسي والحرارة من قاعدة البيانات ادخالها ثم اختيار‬ ‫أ‬ ‫الجهزة المستعملة وبياناتها من خالل قائمة موجودة بقاعدة البيانات للبرنامج او اضافة انواع جديدة‬ ‫للمصنعين غير موجودين بالقائمة‬ ‫‪358‬‬

ď&#x201A;&#x152; // salembenmoussa2012@gmail.com // www.facebook.com/phto.voltaic.systems

359

‫اختيار نظام غري مرتبط بالشبكة‬

‫‪‬‬ ‫‪360‬‬

‫‪‬‬

‫‪‬‬

‫عند الضغط على خيار نظام غري مرتبط بالشبكة‬ ‫تنبثق نافذة جديدة‬

‫"التصميم األولي"‬

‫الخطوة ‪ : 1‬تحديد مكان التركيب واختيار البيانات‬

‫تحديد مكان التركيب واختيار البيانات‬

‫في النسخة التجربية يمكن اختيار بعض المدن فقط‬ ‫سنختار مدينة دكار بالسنقال‬ ‫فيتم اضافة كل البيانات الالزمة‬ ‫بيانات اإلشعاع و الحرارة‬‫وحساب الزويا الشمسية ‪......‬‬

‫عند اتمام هذه الخطوة تصبح هذا الزر مفعل و النقطة خضراء تدل على اك تمال الخطوة‬ ‫‪361‬‬

‫أ‬ ‫أ‬ ‫الخطوة ‪ : 2‬تحديد العوائق في الفق التى ممكن تسقط ظاللها على ال لواح‬

‫أ‬ ‫أ‬ ‫تحديد العوائق في الفق مثل الجبال او البنيات اة الشجار العالية التى ممكن‬ ‫أ‬ ‫تسقط ظاللها على ال لواح‬

‫في هذا المثال سنعتبر اننا اخترنا مكانا مناسبا حيث صفر ظالل‬ ‫وسنخصص شرحا خاصا لمسئلة الظالل في وقت لحق ان شاء‬ ‫هللا‬

‫عند اتمام هذه الخطوة تصبح هذا الزر مفعل و النقطة خضراء تدل على اك تمال الخطوة‬ ‫‪362‬‬

‫الخطوة ‪ :3‬تحديد الحاجيات من الطاقة‬

‫أ‬ ‫تحديد الحاجيات من الطاقة بتعداد الجهزة المراد تشغيلها وقدرتها وعدد ساعات تشغيلها‬

‫وتحديد وقت تشغيلها بالتدقيق باإلعتماد على النافذه التى تفتح عند الظغط على زر ‪user‬‬ ‫‪needs‬‬ ‫ويقوم البرنامج بحساب الطاقة الجملية المطلوبة‬

‫‪363‬‬

‫الخطوة ‪ :3‬تحديد الحاجيات من الطاقة‬ ‫توزيع سعات التشغيل‬ ‫عدد سعات التشغيل‬

‫قدرة اجلهاز‬

‫عدد األجهزة‬ ‫نوع اجلهاز‬

‫* بالنسبة للثالجات يحسب اإلستهالك اليومي‬

‫‪364‬‬

‫الخطوة ‪ :3‬تحديد الحاجيات من الطاقة‬

‫مثال تطبيقي ‪ :‬ادخال البيانات في الجدول‬

‫‪365‬‬

‫الخطوة ‪ :3‬تحديد الحاجيات من الطاقة‬

‫مثال تطبيقي‪ :‬توزيع سعات تشغيل أالجهزة‬

‫عند اتمام هذه الخطوة تصبح هذا الزر مفعل و النقطة خضراء تدل على اك تمال الخطوة‬ ‫‪36‬‬ ‫‪6‬‬

‫أ‬ ‫الخطوة ‪ :4‬ظبط زاوية الميل و اإلتجاه لال لواح‬

‫أ‬ ‫ضبط زاوية الميل و التجاه لال لواح‬

‫‪36‬‬ ‫‪7‬‬

‫الخطوة ‪ :5‬نتائج التصميم والمحاكات‬

‫الحصول على نتائج التصميم و‬ ‫المحاكات‬

‫‪36‬‬ ‫‪8‬‬

‫الخطوة ‪ :5‬نتائج التصميم والمحاكات‬

‫‪36‬‬ ‫‪9‬‬

‫‪‬‬

‫‪‬‬

‫الخطوة ‪ :5‬نتائج التصميم والمحاكات‬

‫‪‬‬

‫‪‬‬

‫‪‬‬ ‫‪37‬‬ ‫‪0‬‬

‫الخطوة ‪ :5‬نتائج التصميم والمحاكات‬ ‫•‬

‫أ‬ ‫قدرة ال لواح المطلوبة‬

‫•‬

‫سعة البطارية المطلوبة‬

‫‪‬‬ ‫‪‬‬

‫•‬

‫زاوية الميل‬

‫•‬

‫زاوية التوجيه‬

‫•‬

‫معدل الستهالك اليومي‬

‫‪‬‬

‫‪‬‬

‫•‬

‫تكلفة التقديرية للمشروع‬

‫•‬

‫سعر الكيلوواط‬

‫• عدد ايام التخزين‬ ‫• نسبة امكانية عدم عمل النظام‬ ‫• فولتية النظام‬ ‫هذه المعطيات المقترحة من البرنامج يمكن تعديلها حسب الحاجة‬

‫‪37‬‬ ‫‪1‬‬

‫الخطوة ‪ :5‬نتائج التصميم والمحاكات‬ ‫يعرض هذا الرسم مقارنة بين الطاقة المتوفرة و حاجيات المستعمل من الطاقة‬ ‫كل شهر و المعدل السنوى في الجدول أالخير ‪ .‬نالحظ‬

‫•‬

‫ان قيمة الطاقة اإلشعاع الشمسي المتوفرة قادرة على تلبية حاجيات المستعمل خالل مختلف اشهر السنة ما عدى شهر جوان جويلية‬ ‫اوت‬

‫•‬

‫‪37‬‬ ‫‪2‬‬

‫ان المعد ل السنوي يغطى اإلحتياجات كاملة‬

‫الخطوة ‪ :5‬نتائج التصميم والمحاكات‬ ‫يعرض هذا الرسم نسبة شحن البطارية و نسبة اخفاق المشروع في توفير الطاقة لتزويد أالحمال كل شهر و وكذالك المعدل السنوى في الجدول أالخير‬

‫نسبة شحن البطارية‬ ‫نسبة اخفاق المشروع في توفير الطاقة لتزويد أالحمال‬

‫‪37‬‬ ‫‪3‬‬

‫الخطوة ‪ :5‬نتائج التصميم والمحاكات‬ ‫نسبة الشحن البطارية‬ ‫نسبة اخفاق النظام‬

‫كمية الوقود املطلوبة‬

‫المعدل السنوي‬ ‫‪37‬‬ ‫‪4‬‬

‫فائض اإلنتاج‬

‫معدل إلشعاع الشمسي‬

‫نقص التزويد‬ ‫الطاقة املطلوبة لتغذية األمحال‬

‫الطاقة املنتجة‬

 37 5

‫‪ :3‬تصميم األنظمة الموصولة بالشبكة‬ ‫الضغط على زر تصميم األنظمة املرتبطة‬

‫الضغط على زر التصميم األولي‬

‫بالشبكة‬

‫عند الضغط على خيار تصميم األنظمة املرتبطة بالشبكة‬ ‫تنبثق لك نافذة جديدة لتحديد خصائص املشروع املراد تصميمه‬ ‫‪37‬‬ ‫‪6‬‬

‫‪ :3‬تصميم األنظمة الموصولة بالشبكة‬

‫‪37‬‬ ‫‪7‬‬

‫‪ :3‬تصميم األنظمة الموصولة بالشبكة‬ ‫الخطوة ‪ :1‬تحديد مكان التركيب واختيار البيانات‬

‫عند الضغط على هذا الزر ستنبثق لك نافذة‬ ‫جديدة‬

‫‪37‬‬ ‫‪8‬‬

‫‪ :3‬تصميم األنظمة الموصولة بالشبكة‬ ‫تعديل اسم المشروع‬ ‫في النسخة الرسمية يمكن اضافة مدن‬ ‫جديد الى قاعدة البيانات‬ ‫اختيار الدولة‬

‫بعد اتمام اختيار البيانات اضغط‬ ‫على ‪ok‬‬

‫‪37‬‬ ‫‪9‬‬

‫اختيار المدينة‬

‫‪ :2‬تصميم أنظمة ضخ المياه بالطاقة الشمسية‬ ‫عند اتمام هذه الخطوة تصبح هذا الزر مفعل النقطة خضراء تدل على اك تمال‬ ‫الخطوة‬ ‫ويمكن المرور الى الخطوة التالية‬

‫‪38‬‬ ‫‪0‬‬

‫‪ :3‬تصميم األنظمة الموصولة بالشبكة‬ ‫أ‬ ‫أ‬ ‫الخطوة‪ : 2‬رسم العوائق التى تظهر في افق مكان تركيب ال لواح التى يمكن ان تسقط ظاللها على ال لواح خالل طول العام‬

‫بالضغط على هذا الزر تنبثق لنا نافذة جديدة‬ ‫أ‬ ‫بها مسارات الشمس في الفق وعليها نقوم برسم العوائق التى تظهر في‬ ‫أ‬ ‫أ‬ ‫افق مكان تركيب ال لواح التى يمكن ان تسقط ظاللها على ال لواح خالل‬ ‫طول العام‬

‫‪38‬‬ ‫‪1‬‬

‫‪ :3‬تصميم األنظمة الموصولة بالشبكة‬

‫حسب المعطيات التى اخذنها من‬ ‫الموقع‬ ‫يمكن رسم النقاط مباشرة على الرسم‬ ‫أ‬ ‫باستعمال الفارة‬ ‫او عن طريق تعديل الجدول اعاله‬

‫‪38‬‬ ‫‪2‬‬

‫أ‬ ‫يمكن اضافة نقاط جديدة بالضغط على يمين الفارة‬ ‫او تعديل السابقة من الجدول‬ ‫او تغير مكانها بعملية الضغط تحويل افالت‬

‫‪ :3‬تصميم األنظمة الموصولة بالشبكة‬

‫يمكن فسخ الرسم والعودة الى البداية بالضغط هنا‬

‫هذه صورة بعد اتمام اضافة كل النقاط‬ ‫ثم نقوم بالضغط ‪ok‬‬ ‫‪38‬‬ ‫‪3‬‬

‫‪ :3‬تصميم األنظمة الموصولة بالشبكة‬

‫عند اتمام هذه الخطوة تصبح هذا الزر مفعل النقطة خضراء تدل على اك تمال‬ ‫الخطوة‬ ‫ويمكن المرور الى الخطوة التالية‬

‫‪38‬‬ ‫‪4‬‬

‫‪ :3‬تصميم األنظمة الموصولة بالشبكة‬ ‫الخطوة‪ : 3‬ادخال البيانات الخاصة بالمشروع المراد تصميمه‬ ‫عند الضغط على هذا الزر تنبثق لنا نافذة جديدة من خاللها يتم ادخال البيانات الخاصة بالمشروع المراد تصميمه‬

‫‪38‬‬ ‫‪5‬‬

‫‪ :3‬تصميم األنظمة الموصولة بالشبكة‬ ‫تصميم حسب المساحة المتوفرة‬

‫أ‬ ‫تصميم حسب عدد ال لواح المتوفرة‬

‫تصميم حسب الستهالك السنوي‬

‫تعديل زاوية الميل والتوجيه‬

‫عند الحاجة‬

‫مواصلة‬

‫‪38‬‬ ‫‪6‬‬

‫ادخال البيانات‬

‫‪ :3‬تصميم األنظمة الموصولة بالشبكة‬ ‫اختيار تكنلوجيا الخاليا‬

‫درجة تهوئة الخاليا‬

‫‪387‬‬

‫اختيار نوع اللوح‬

‫مكان التركيب‬

‫‪ :3‬تصميم األنظمة الموصولة بالشبكة‬

‫‪388‬‬

‫‪ :3‬تصميم األنظمة الموصولة بالشبكة‬

‫بالضغط على زر النتائج تنبثق لنا نافذة جديدة بها نتائج التصميم والمحاكات‬

‫‪389‬‬

‫‪ :3‬تصميم األنظمة الموصولة بالشبكة‬

‫في هذا المثال افترضنا انا عندنا مساحة ‪ 10‬م‪ 2‬تعطينا نائج التصميم والمحاكات‬ ‫ قدرة النظام ‪ 1,6‬كيلوا واط‬‫ معدل اإلنتاج السنوي ‪ Mwh 2,4‬في السنة‬‫ الرسم البيانى يفصل انتاجية الشهرية للنظام‬‫‪390‬‬

ï&#x201A;&#x17D; 391

‫‪ :2‬تصميم أنظمة ضخ المياه بالطاقة الشمسية‬ ‫الضغط على زر التصميم األولي‬ ‫الضغط على زر تصميم املضخات‬

‫عند الضغط على خيار تصميم املضخات تنبثق لك نافذة‬ ‫جديدة لتحديد خصائص املشروع املراد تصميمه‬ ‫‪392‬‬

‫‪ :2‬تصميم أنظمة ضخ المياه بالطاقة الشمسية‬

‫‪393‬‬

‫‪ :2‬تصميم أنظمة ضخ المياه بالطاقة الشمسية‬ ‫الخطوة ‪ :1‬تحديد مكان التركيب واختيار البيانات‬

‫عند الضغط على هذا الزر ستنبثق لك نافذة‬ ‫جديدة‬

‫‪394‬‬

‫‪ :2‬تصميم أنظمة ضخ المياه بالطاقة الشمسية‬ ‫تعديل اسم المشروع‬ ‫في النسخة الرسمية يمكن اضافة مدن‬ ‫جديد الى قاعدة البيانات‬ ‫اختيار الدولة‬

‫بعد اتمام اختيار البيانات اضغط‬ ‫على ‪ok‬‬

‫‪395‬‬

‫اختيار المدينة‬

‫‪396‬‬

‫‪ :2‬تصميم أنظمة ضخ المياه بالطاقة الشمسية‬ ‫أ‬ ‫أ‬ ‫الخطوة‪ : 2‬رسم العوائق التى تظهر في افق مكان تركيب ال لواح التى يمكن ان تسقط ظاللها على ال لواح خالل طول العام‬

‫‪39‬‬ ‫‪7‬‬

‫‪ :2‬تصميم أنظمة ضخ المياه بالطاقة الشمسية‬

‫‪39‬‬ ‫‪8‬‬

‫‪ :2‬تصميم أنظمة ضخ المياه بالطاقة الشمسية‬

‫يمكن فسخ الرسم والعودة الى البداية بالضغط هنا‬

‫هذه صورة بعد اتمام اضافة كل النقاط‬ ‫ثم نقوم بالضغط ‪ok‬‬ ‫‪39‬‬ ‫‪9‬‬

‫‪ :2‬تصميم أنظمة ضخ المياه بالطاقة الشمسية‬

‫‪40‬‬ ‫‪0‬‬

‫‪ :2‬تصميم أنظمة ضخ المياه بالطاقة الشمسية‬ ‫الخطوة‪ : 3‬ادخال البيانات الخاصة بالمشروع المراد تصميمه‬ ‫عند الضغط على هذا الزر تنبثق لنا نافذة جديدة من خاللها يتم ادخال البيانات الخاصة بالمشروع المراد تصميمه‬

‫‪40‬‬ ‫‪1‬‬

‫‪ :2‬تصميم أنظمة ضخ المياه بالطاقة الشمسية‬

‫‪40‬‬ ‫‪2‬‬

‫‪ :2‬تصميم أنظمة ضخ المياه بالطاقة الشمسية‬ ‫الخطوة‪ : 3‬ادخال البيانات الخاصة بالمشروع المراد تصميمه‬

‫ادخال بيانات الحاجيات من المياه و ارتفاع الضغط الهدروليكى‬

‫‪‬‬ ‫‪‬‬

‫أ‬ ‫تعديل زاوية اإلتجاه او الميل لال لواح‬

‫‪‬‬ ‫‪40‬‬ ‫‪3‬‬

‫وطول القنوات و قطرها‬

‫ادخال نوع المضخة و خصائصها الفنية‬ ‫ونوعية مصدر الماء‬

‫‪ :2‬تصميم أنظمة ضخ المياه بالطاقة الشمسية‬

‫المعدل السنوي لإلحتياج‬ ‫اليومي للماء‬ ‫ارتفاع الظغط الدينامكي‬ ‫‪HMT-TDH‬‬

‫الطول الجملى للقنوات‬

‫‪40‬‬ ‫‪4‬‬

‫المعدل الفصلى لإلحتياج‬ ‫اليومي للماء‬

‫ارتفاع الظغط الدينامكي‬ ‫‪HMT-TDH‬‬

‫قطر األنابيب‬ ‫‪40‬‬ ‫‪5‬‬

‫الطول الجملى للقنوات‬

‫المعدل الشهري لإلحتياج‬ ‫اليومي للماء‬

‫عند الضغط على هذا الزر تنبثق لنا نافذة جديدة من خاللها يتم ادخال‬ ‫المعدل لكل شهر‬

‫ارتفاع الظغط الدينامكي‬ ‫‪HMT-TDH‬‬

‫قطر األنابيب‬ ‫‪40‬‬ ‫‪6‬‬

‫الطول الجملى للقنوات‬

‫أ‬ ‫يمكن استعمال الفارة لتحريك النقاط الحمراء لتحديد الكمية لكل شهر‬ ‫أ‬ ‫او اضافة الكميات في الجدول على اليمين‬

‫‪40‬‬ ‫‪7‬‬

‫اختيار الوحدات‬

‫اختيار نوعية مصدر الماء‬ ‫‪40‬‬ ‫‪8‬‬

‫اختيار نوع المضخة‬

‫اختيار الوحدات‬

‫بعد اتمام ادخال كل البيانات و اإلختيارات اضغط على مواصلة‬

‫‪40‬‬ ‫‪9‬‬

‫اضغط على هذا الزر للحصول على نتائج التصميم والمحاكات‬

‫‪41‬‬ ‫‪0‬‬

‫قدرة األلواح وقدرة‬ ‫المضخة‬

‫حجم الخزان‬

‫من خالل هذه الرسوم البيانية يمكنك فهم‬ ‫اداء النظام وفاعليته خالل طول السنة وبمكن‬ ‫الحصول على المزيد من الرسوم البيانية‬ ‫بالظضغط على بقية الخيارات‬

‫‪411‬‬

ď&#x201A;&#x152; // salembenmoussa2012@gmail.com // www.facebook.com/phto.voltaic.systems

41 2

‫اختيار نظام غري مرتبط بالشبكة‬

‫‪‬‬ ‫‪41‬‬ ‫‪3‬‬

‫‪‬‬

‫‪‬‬

‫عند الضغط على خيار نظام غري مرتبط بالشبكة‬ ‫تنبثق نافذة جديدة‬

‫"التصميم األولي"‬

‫الخطوة ‪ : 1‬تحديد مكان التركيب واختيار البيانات‬

‫تحديد مكان التركيب واختيار البيانات‬

‫عند اتمام هذه الخطوة تصبح هذا الزر مفعل و النقطة خضراء تدل على اك تمال الخطوة‬ ‫‪41‬‬ ‫‪4‬‬

‫أ‬ ‫أ‬ ‫الخطوة ‪ : 2‬تحديد العوائق في الفق التى ممكن تسقط ظاللها على ال لواح‬

‫عند اتمام هذه الخطوة تصبح هذا الزر مفعل و النقطة خضراء تدل على اك تمال الخطوة‬ ‫‪41‬‬ ‫‪5‬‬

‫الخطوة ‪ :3‬تحديد الحاجيات من الطاقة‬

‫أ‬ ‫تحديد الحاجيات من الطاقة بتعداد الجهزة المراد تشغيلها وقدرتها وعدد ساعات تشغيلها‬

‫‪41‬‬ ‫‪6‬‬

‫الخطوة ‪ :3‬تحديد الحاجيات من الطاقة‬ ‫توزيع سعات التشغيل‬ ‫عدد سعات التشغيل‬

‫قدرة اجلهاز‬

‫عدد األجهزة‬ ‫نوع اجلهاز‬

‫* بالنسبة للثالجات يحسب اإلستهالك اليومي‬

‫‪41‬‬ ‫‪7‬‬

‫الخطوة ‪ :3‬تحديد الحاجيات من الطاقة‬

‫مثال تطبيقي ‪ :‬ادخال البيانات في الجدول‬

‫‪41‬‬ ‫‪8‬‬

‫الخطوة ‪ :3‬تحديد الحاجيات من الطاقة‬

‫مثال تطبيقي‪ :‬توزيع سعات تشغيل أالجهزة‬

‫عند اتمام هذه الخطوة تصبح هذا الزر مفعل و النقطة خضراء تدل على اك تمال الخطوة‬ ‫‪41‬‬ ‫‪9‬‬

‫أ‬ ‫الخطوة ‪ :4‬ظبط زاوية الميل و اإلتجاه لال لواح‬

‫أ‬ ‫ضبط زاوية الميل و التجاه لال لواح‬

‫‪420‬‬

‫الخطوة ‪ :5‬نتائج التصميم والمحاكات‬

‫الحصول على نتائج التصميم و‬ ‫المحاكات‬

‫‪421‬‬

‫الخطوة ‪ :5‬نتائج التصميم والمحاكات‬

‫‪422‬‬

‫‪‬‬

‫‪‬‬

‫الخطوة ‪ :5‬نتائج التصميم والمحاكات‬

‫‪‬‬

‫‪‬‬

‫‪‬‬ ‫‪423‬‬

‫الخطوة ‪ :5‬نتائج التصميم والمحاكات‬ ‫•‬

‫أ‬ ‫قدرة ال لواح المطلوبة‬

‫•‬

‫سعة البطارية المطلوبة‬

‫‪‬‬ ‫‪‬‬

‫•‬

‫زاوية الميل‬

‫•‬

‫زاوية التوجيه‬

‫•‬

‫معدل الستهالك اليومي‬

‫‪‬‬

‫‪‬‬

‫•‬

‫تكلفة التقديرية للمشروع‬

‫•‬

‫سعر الكيلوواط‬

‫‪424‬‬

‫•‬

‫‪425‬‬

‫ان المعد ل السنوي يغطى اإلحتياجات كاملة‬

‫نسبة شحن البطارية‬ ‫نسبة اخفاق المشروع في توفير الطاقة لتزويد أالحمال‬

‫‪426‬‬

‫الخطوة ‪ :5‬نتائج التصميم والمحاكات‬ ‫نسبة الشحن البطارية‬ ‫نسبة اخفاق النظام‬

‫كمية الوقود املطلوبة‬

‫المعدل السنوي‬ ‫‪427‬‬

‫فائض اإلنتاج‬

‫معدل إلشعاع الشمسي‬

‫نقص التزويد‬ ‫الطاقة املطلوبة لتغذية األمحال‬

‫الطاقة املنتجة‬

 428

‫‪ :3‬تصميم األنظمة الموصولة بالشبكة‬ ‫الضغط على زر تصميم األنظمة املرتبطة‬

‫الضغط على زر التصميم األولي‬

‫بالشبكة‬

‫عند الضغط على خيار تصميم األنظمة املرتبطة بالشبكة‬ ‫تنبثق لك نافذة جديدة لتحديد خصائص املشروع املراد تصميمه‬ ‫‪429‬‬

‫‪ :3‬تصميم األنظمة الموصولة بالشبكة‬

‫‪43‬‬ ‫‪0‬‬

‫‪ :3‬تصميم األنظمة الموصولة بالشبكة‬ ‫الخطوة ‪ :1‬تحديد مكان التركيب واختيار البيانات‬

‫عند الضغط على هذا الزر ستنبثق لك نافذة‬ ‫جديدة‬

‫‪43‬‬ ‫‪1‬‬

‫بعد اتمام اختيار البيانات اضغط‬ ‫على ‪ok‬‬

‫‪43‬‬ ‫‪2‬‬

‫اختيار المدينة‬

‫‪43‬‬ ‫‪3‬‬

‫‪43‬‬ ‫‪4‬‬

‫‪ :3‬تصميم األنظمة الموصولة بالشبكة‬

‫‪43‬‬ ‫‪5‬‬

‫‪ :3‬تصميم األنظمة الموصولة بالشبكة‬

‫يمكن فسخ الرسم والعودة الى البداية بالضغط هنا‬

‫هذه صورة بعد اتمام اضافة كل النقاط‬ ‫ثم نقوم بالضغط ‪ok‬‬ ‫‪436‬‬

‫‪ :3‬تصميم األنظمة الموصولة بالشبكة‬

‫‪437‬‬

‫‪438‬‬

‫‪ :3‬تصميم األنظمة الموصولة بالشبكة‬ ‫تصميم حسب المساحة المتوفرة‬

‫أ‬ ‫تصميم حسب عدد ال لواح المتوفرة‬

‫تصميم حسب الستهالك السنوي‬

‫تعديل زاوية الميل والتوجيه‬

‫عند الحاجة‬

‫مواصلة‬

‫‪439‬‬

‫ادخال البيانات‬

‫‪ :3‬تصميم األنظمة الموصولة بالشبكة‬ ‫اختيار تكنلوجيا الخاليا‬

‫درجة تهوئة الخاليا‬

‫‪440‬‬

‫اختيار نوع اللوح‬

‫مكان التركيب‬

‫‪ :3‬تصميم األنظمة الموصولة بالشبكة‬

‫‪441‬‬

‫‪ :3‬تصميم األنظمة الموصولة بالشبكة‬

‫بالضغط على زر النتائج تنبثق لنا نافذة جديدة بها نتائج التصميم والمحاكات‬

‫‪442‬‬

‫‪ :3‬تصميم األنظمة الموصولة بالشبكة‬

444

‫ضرورة حتمية توفري الوقاية لألشخاص و التجهيزات الفولتوضوئية‪.‬‬

‫•‬

‫محاية الألشخاص و املتدخلني‪:‬‬ ‫— وقاية من التماس املباشر‪.‬‬ ‫— وقاية من التماس غري املباشر‪.‬‬

‫•‬

‫محاية النظام ‪:‬‬

‫— وقاية من خماطر احلريق‪.‬‬ ‫— وقاية من الصواعق ‪.‬‬

‫‪445‬‬

‫حماية األشخاص‬

‫‪446‬‬

‫حماية األشخاص من التماس المباشر وغير المباشر‬ ‫التماس المباشر ‪ :‬التماس مع الموصالت النشطة‬‫‪-‬الوقاية اإلجبارية ضد التماس بداية من‬

‫‪ 60‬فولت لدوائر التيار المستمر‬‫‪ 25-‬فولت لدوائر التيار المتردد المستمر‬

‫‪447‬‬

‫الوقاية من التماس املباشر‬ ‫•اسعمال املوصالت‬ ‫•الوقاية التفاضلية‬ ‫•التأريض ‪:‬وجوبيه بداية من ‪:‬‬ ‫• ‪ 120‬فولت لدوائر التيار املستمر ‪.BT‬‬ ‫• ‪ 50‬فولت لدوائر التيار املرتدد ‪.BT‬‬

‫‪448‬‬

‫احتياطات السالمة أثناء الرتكيب و االستعمال و الصيانة‬ ‫ في وضعية التدخل ‪:‬‬‫—احترام إجراءات التركيز‪.‬‬ ‫—استعمال معدات الوقاية الفردية ( قفازات عازلة غطاء للوجه‪.)...‬‬

‫—استعمال معدات السالمة ( معدات العزل‪،‬جهاز تثبت لعدم من‬ ‫عدم جود ضغط الفتة تحذيرية‪.)...‬‬

‫‪44‬‬ ‫‪9‬‬

‫معدات السالمة اثناء العمل‬

‫‪450‬‬

‫محاية النظام الكهروضوئي‬

‫‪451‬‬

‫الوقاية من خماطر احلريق‬ ‫اختيار نوعية الكابالت مطابقة للمواصفات ‪-‬‬

‫وقاية من الضغط الزائد‪:‬‬

‫‪452‬‬

‫ضغط زائد عن الحاجة يمكن أن يتسبب في‪:‬‬

‫القوس الكهربائي‬

‫‪-‬القوس الكهربائي خطير في الفولتوضوئية خاصة عند فتح دائرة في طور‬

‫الشحن‬ ‫تماس خاطئ على مستوى الوصالت )‪.(arc série‬‬ ‫• تماس خاطئ بين ‪ 2‬موصالت ذا أقطاب متقابلة ‪(arc parallèle):‬‬

‫و تماس مباشر أو خطأ مزدوج في العزل بالنسبة لألرض ‪.‬‬ ‫• خطر الحريق واالحتراق‪.‬‬

‫‪Source SMA‬‬

‫‪453‬‬

‫الوقاية من ارتفاع الضغط بسبب العوامل المناخية‪ :‬الصواعق‬ ‫‪ ‬وسائل الوقاية ‪:‬‬

‫تركيز واقي من الصواعق‪.‬‬‫أجهزة خصوصية للوقاية من الصواعق ‪.‬‬‫ تالمس مباشر‪ :‬ارتفاع الضغط يف الكوابل ‪.DC et AC‬‬‫‪ ‬وسائل الوقاية ‪:‬‬ ‫ ربط خمتلف الوحدات باألرض‪.‬‬‫‪-‬محاية املكونات برتكيز واقي من الصواعق ‪.‬‬

‫‪454‬‬

‫أ‬ ‫تاريض كل التجهيزات‬ ‫‪-‬الربط بين الوحدات الفولتوضوئية والهياكل المعدنية ‪.‬‬

‫‪-‬الربط بين الوحدات الفولتوضوئية والهياكل المعدنية‬

‫‪455‬‬

‫محاية األلواح الكهروضوئية‬

‫― حماية الخاليا المعرضة للظل‪.‬‬

‫‪456‬‬

‫حماية الخاليا المعرضة للظل ‪:‬‬ ‫ في الظل تتصرف الخلية الشمسية كمتلقي ‪.Récepteur‬‬‫ إذا وقع ربط خلية مظللة تسلسليا بخاليا أخرى مضاءة فإنها تفرز طاقتها في شكل حرارة‪.‬‬‫ خالفا لبعض الخاليا فإن الخلية المتلقية يمكنها التسخين ( نقطة ساخنة‪،‬هالك خلية)‪.‬‬‫‪36 cellules en série‬‬ ‫‪chaleur‬‬

‫‪457‬‬

‫محاية األلواح الكهروضوئية‬ ‫― الحماية عن طريق ديود باي باس المندمج‪.‬‬ ‫‪diode by-pass‬‬

‫‪458‬‬

‫تركيز ‪DC Circuit Breaker‬‬ ‫بين األلواح الشمسية و منظم الشحن أو بين األلواح الشمسية األنفرتر‬ ‫‪ (1‬لحماية األلواح الشمسية في حال تلف أألنفرتر او المنظم‬ ‫‪ (2‬لحماية االنفرتر اوالمنظم في حالة حدوث ماس من‬ ‫ناحية األلواح‬ ‫‪ (3‬امكانية فصل األلواح عن باقي المكونات يدويا عند‬ ‫الصيانة‬

‫‪459‬‬

‫الصيانة الدورية‬ ‫أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية هي مثل أي املعدات‬ ‫الكهربائية اليت حتتاج إىل الصيانة الدورية بانتظام الستخدام آمن‬

‫وفعال ‪.‬‬ ‫جيب أن تتم الصيانة الدورية وفقا لتعليمات الشركة الصانعة ويقوم‬ ‫بها شخص مؤهل يدرك املخاطر الكهربائية مع األلواح الشمسية‪.‬‬ ‫ال حتاول بدا إصالحات كهربائية بنفسك‪.‬‬ ‫اتصل بكهربائي أو شركة الرتكيب للصيانة الكاملة‪ ،‬أو إلصالح أي ضرر لأللواح‬ ‫الشمسية مثل التجهيزات الغري مشدودة جيدا أو الكابالت املكشوفة‪.‬‬

‫‪46‬‬ ‫‪0‬‬

‫اعمال صيانة‬ ‫الصيانة السليمة تضمن احلفاظ على كفاءة واستمرارية النظام الشمسي ألطول فرتة‬

‫ممكنة و يتم احلفاظ على الظروف املناسبة الشتغال النظام ‪.‬‬ ‫النظم الشمسية تتطلب صيانة قليلة مقارنة بالنظم الكهربائية األخرى مثل الديزل‬ ‫مولدات كهرباء؛ ومع ذلك‪ ،‬فهي ليست خالية من الصيانة‪ .‬توفر هذه الوثيقة إرشادات حول‬ ‫أداء الصيانة الوقائية على املكونات الرئيسية لنظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية‪:‬‬ ‫‪ .1‬البطارية‬ ‫‪ .2‬األلواح الشمسية‬ ‫‪ .3‬منظم الشحن والتفريغ‬ ‫‪ .4‬األنفرتر‬ ‫‪ .5‬األسالك والتوصيالت‬

‫‪46‬‬ ‫‪1‬‬

‫صيانة البطاريات‬ ‫ينبغي احلفاظ على البطاريات والعناية بها لتمديد فرتة‬ ‫استغالهلا عن طريق‬ ‫‪ .1‬املراقبة والتنظيف بانتظام‬ ‫‪ .2‬متابعة مستوى احمللول (غري مطلوب لبطاريات اجلل)‬

‫‪ .3‬احملافظة على الشحن املكتمل للبطاريات‬

‫‪46‬‬ ‫‪2‬‬

‫‪ -1‬فحص بصري لتقييم احلالة العامة للبطاريات‬ ‫ينبغي إجراء فحص بصري لتقييم احلالة العامة للبطاريات‪ .‬للتحقق‬ ‫من‬

‫‪ .1‬أي تسرب اإللكرتوليت‬ ‫‪ .2‬الشقوق يف البطاريات‬ ‫‪ .3‬التآكل يف األقطاب أو املوصالت‪.‬‬ ‫جيب أن تكون البطاريات نظيفة وجافة من من تسرب اإللكروليت ونظيفة من بقايا التآكل‪.‬‬ ‫واألقطاب سليمة من التآكل والرتاكمات‬ ‫‪ .‬جيب أن يتم التنظيف على األقل مرة واحدة شهريا‪.‬‬ ‫‪46‬‬ ‫‪3‬‬

‫اثار عدم الصيانة للبطاريات‬

‫‪46‬‬ ‫‪4‬‬

‫متطلبات السالمة عند صيانة البطاريات‬ ‫لتقليل املخاطر‪ ،‬جيب اختاذ االحتياطات التالية قبل تنفيذ‬ ‫اعمال صيانة للبطاريات‬ ‫‪ (1‬جيب ارتداء نظارات السالمة عند إجراء صيانة البطارية‬ ‫‪ (2‬جيب ارتداء القفازات الواقية والقفازات املطاطية املقاومة‬ ‫للمواد الكيميائية ملنع التصال مع محض البطارية‪.‬‬ ‫‪ (3‬إذا كان هناك انسكاب محض‪ ،‬حتييد حامض مع املاء‬ ‫وحملول الصودا ثنائي كربونات‪.‬‬ ‫‪ (4‬جيب عدم استخدام امللفات املعدنية إلزالة التآكل‪.‬‬ ‫‪ (5‬استخدام أدوات مع مقابض معزولة لتنفيذ أي صيانة‪.‬‬ ‫ال تدخن أو تضيء النار بالقرب من البطاريات‪ .‬البطاريات تنتج غاز اهليدروجني سريع اإلشتعال‬ ‫‪46‬‬ ‫‪5‬‬

‫خطوات التنظيف هي كما يلي‪:‬‬

‫خطوات التنظيف‬

‫‪ .1‬قم بإيقاف ‪ /‬فصل مجيع األمحال على النظام‪ .‬افصل األلواح من منظم الشحن ثم‬ ‫افصل البطاريات عن منظم الشحن ‪.‬‬ ‫‪ .2‬تأكد من أن اغطية البطاريات مغلقة ملنع أي األوساخ من دخول البطارية‪.‬‬ ‫امسح اجلزء العلوي واخلارجي من البطارية بقطعة قماش (رطبة)‪.‬‬ ‫إذا كان التآكل موجودا يف القطاب‪ ،‬مزيج صودا اخلبز مع املياه العذبة لتنظيفها‬ ‫ميكن تنظيف املناطق العنيدة باستخدام فرشاة معدنية‪ .‬بعد التنظيف‪ ،‬جيب‬ ‫جتفيفها بقطعة قماش‬ ‫إذا كان متوفرا‪ ،‬تطبيق هالم النفط أو الشحوم ملنع تأكلها يف املستقبل‪.‬‬

‫‪ .3‬صيانة بطاريات اجلل و ‪ AGM‬جيب أن متسح القطاب واملوصالت حتى تكون‬ ‫المعة‪ ،‬إذا تآكلت‪ ،‬وتنظيفها بشكل صحيح مع ثنائي كربونات الصودا واملاء‪.‬‬ ‫إذا كان متوفرا‪ ،‬تطبيق هالم النفط أو الشحوم ملنع تأكلها يف املستقبل‪.‬‬ ‫‪46‬‬ ‫‪6‬‬

‫تنظيف األلواح الشمسية‬ ‫احلفاظ على نظافة األلواح الشمسية إلزالة الغبار‪ ،‬األوراق الساقطة‪،‬‬ ‫وفضالت الطيور اخل جيعلها تعمل بكفاءة وأمان‪ .‬اتبع دائما توصيات‬ ‫الشركة الصانعة‪ .‬على الشخص املؤهل للصيانة ‪:‬‬

‫‪ ‬ان يقوم بتنظيف األلواح باستخدام املياه‪ ،‬بدون استعمال مواد‬ ‫تنظيف‬

‫‪ ‬ان يستخدم ادوات تنظيف لينة أو غريها من األدوات‬ ‫الكاشطة‬ ‫‪ ‬يتجنب استخدام املياه ذات الضغط العالي‬ ‫‪ ‬ال ترتك ادوات او اشياء على األلواح بعد نهاية عملية التنظيف‬ ‫‪‬‬

‫انتبه خلطوط الكهرباء بالقرب من مكان تركيب الطاقة الشمسية‪.‬‬

‫‪‬‬

‫توخ احلذر عند العمل على سالمل أو على ارتفاعات‪.‬‬

‫‪46‬‬ ‫‪7‬‬

‫‪ ‬االحتياطات واخلطوات الوقائية‬ ‫‪ ‬تأكد من أن التجهيزات والكابالت يف لوحات واألنفرتر و‬ ‫املنظم والبطريات ال تزال مشدودة بشكل آمن‪.‬‬ ‫‪ ‬راجع لوحة عرض األنفرتر ألية أخطاء مسجلة (راجع تعليمات‬ ‫الشركة الصانعة للحصول على احللول)‪.‬‬ ‫‪ ‬حتقق من أن عالمات إجراءات الطوارئ إلغالق والعزل يتم‬

‫عرضها بوضوح‪.‬‬ ‫‪46‬‬ ‫‪8‬‬

‫‪ ‬االحتياطات واخلطوات الوقائية‬ ‫‪ ‬تأكد من أن فتحات التربيد من األنفرتر نظيفة وال تعلق بها اوساخ‬ ‫واتربة ‪.‬‬ ‫‪ ‬تأكد من عدم وجود عوائق تعرقل الوصول إىل مفاتيح العزل ‪.‬‬ ‫‪ ‬حتقق من عدم وجود الشقوق أو شروخ يف اخلاليا ‪ ،‬تغيري لون أو‬ ‫عيوب واضحة أخرى‪.‬‬ ‫‪ ‬تأكد من أن األلواح واألطر الداعمة مؤمنة بإحكام وخالية من‬ ‫البقيا اوراق رمال‪. ...‬‬ ‫‪46‬‬ ‫‪9‬‬

‫‪ ‬االحتياطات واخلطوات الوقائية‬ ‫‪ ‬اقطع األشجار وإزال اهلياكل اليت تسبب التظليل على األلواح‬ ‫(الظالل تقلل من كفاءة وسالمة األلواح )‪.‬‬ ‫‪ ‬تأكد من ان األلواح تعطى اجلهد والتيار املطلوب منها عند‬ ‫التصميم‬ ‫‪ ‬تأكد من ان مجيع التوصيالت يف حالة شد جيدة و حممية‬ ‫وان مجيع الكابالت سليمة‬ ‫‪ ‬لتأكد من ان مجيع الفيوزات او الدسي بريكر يف حالة جيدة‬ ‫‪47‬‬ ‫‪0‬‬

‫‪ ‬االحتياطات واخلطوات الوقائية‬

‫‪ ‬قم بالتثبت من ان التوجيه األلواح ودرجة ميلها مناسبة‬ ‫‪ ‬تأكد انه ا يوجد أي ظل على أي جزء األلواح يف أي وقت من‬ ‫اليوم‪ ،‬للحصول على أقصى قدر من الطاقة‪.‬‬ ‫‪ ‬تأكد من وضع بنك البطارية على رف أو منصة معزولة من‬ ‫األرض وتقع يف منطقة جيدة التهوية وبعيدة عن الشمس‬ ‫وأيضا إزالة اي اشياء على البطريات و تنظيفها ‪.‬‬ ‫‪ ‬عند احلاجة فصل النظام تفصل األلواح اوال ثم البطريات من‬ ‫منظم الشحن وعند الرتكيب يعكس الرتتيب‬ ‫‪47‬‬ ‫‪1‬‬

47 2

47 3

47 4

47 5

47 6

47 7