بحث حول الطاقة الشمسية وكلفة تجهيزها

تعريفها
تعتبر الطاقة الشمسية الطاقة الأم فوق كوكب الأرض حيث تنشأ من أشعتها كل الطاقات على الأرض . ومن الطاقة الشـمسية تكوّن كل ما في الأرض مخزون من فحم و نفط عير ملايين السنين الغابرة . والطاقة تسير كل ماكينات و آلية الأرض بتسخين الجو المحيط واليابسة وتولد الرياح وتصريفها ، وتدفع دورة تدوير المياه ، و تدفئ المحيطات ،و تساعد على نمو النباتات و إطعام الحيوانات . و مع الزمن تكون الوقود الإحفوري في باطن الأرض . وهذه الطاقة يمكن تحويلها مباشرة أو بطرق غير مباشرة لحرارة و برودة و كهرباء و قوة محركة .وأشعة الشمس أشعة كهرومغناطيسية.و طيفها المرئي يشكل 49% و الغير مرئي كالأشعة الفوق بنفسجية يشكل 2% و الأشعة دون حمراء 49%. و الطاقة الشمسية تختلف حسب حركتها و بعدها من الأرض.كما تصل إلى المنازل عبر الألواح الشمسية و تختلف كثافة أشعة الشمس و شدتها فوق خريطة الأرض حسب فصول السنة فوق نصفي الكرة الأرضية و بعدها عن الأرض و ميولها و وضعها فوق المواقع الجغرافية طوال النهار أو خلال السنة، و حسب كثافة السحب التي تحجبها. لأنها تقلل أو تتحكم في كمية الأشعة التي تصل لليابسة . عكس السماء الصحوة الخالية من السحب أو الأدخنة. وأشعة الشمس تسقط علي الجدران والنوافذ واليابسة والبنايات والمياه، وتمتص الأشعة وتخزنها في كتلة حرارية Thermal mass(مادة للتخزين). وهذه الحرارة المخزونة تشع بعد ذلك داخل المباني . وتعتبر هذه الكتلة الحرارية نظام تسخين شمسي يقوم بنفس وظيفة البطاريات في نظام كهربائي شمسي يسمى الفولتية الضوئية ( Photovoltaic ).فكلاهما يختزن حرارة الشمس لتستعمل فيما بعد. والمهم معرفة أن الأسطح الغامقة وعلى الأخص الأسطح السوداء تمتص الحرارة بشدة ولا تعكسها كثيرا ، لهذا تسخن . بعكس الأسطح الفاتحة أو البيضاء اللون التي تعكس حرارة الشمس لهذا لا تسخن . و الحرارة تنتقل بثلاث طرق ،إما بالتوصيل conduction من خلال مواد صلبة، أو بالحمل الحراري convection بواسطة الغازات أو السوائل ، أو بالإشعاع radiation. و من هنا نجد الحاجة لانتقال الحرارة بصفة عامة لنوعية المادة الحرارية التي ستختزنها، لتوفير الطاقة و تكاليفها . و توجد عدة مبادئ يتبعها المصممون لمشروعات الطاقة الشمسية ، من بينها قدرة المواد الحرارية المختارة علي تجميع وتخزين الطاقة الشمسية ، وينطبق ذلك أيضا على تصميم البنايات واختيار مواد بنائها حسب مناطقها المناخية سواء في المناطق الحارة أو المعتدلة أو الباردة . كما يكونون علي بيـّنة بمساقط الشمس علي المبني و البيئة من حوله كقربه من المياه مع مراعاة اتجاه الريح والخضرة المحيطة ونوع التربة ، والكتلة الحرارية التي تشمل الأسقف والجدران و خزانات الماء. كل هذه الاعتبارات لها أهميتها في امتصاص الحرارة أثناء النهار وردّها ثانية أثناء الليل.

تعريف الخلايا الشمسية
هو عنصر الكتروني يقوم بتوليد الطاقة الكهربائية عن طريق أشعة الشمس
مميزاتها
هادئة حيث إنها لا أي صوت تصدر
لا تحتوى على أي عناصر ميكانيكية
عديمة التلوث
عمرها طويل ولا تتلف
يمكنها إنتاج الطاقة في أي مكان ولا تحتاج إلى تمديدات كهربائية
تعمل بشكل جيد حتى مع وجود الغيوم .. أو برودة الطقس..
طريقة عمله

1- تسقط الطاقة القادمة من الشمس على شريحة رقيقة من مادة السليكون مما يؤدي إلى اكتسابها الطاقة بسبب حركة الالكترونات
حركة الالكترونات تولد جهد كهربائي على طرفي الخلية -2
الطاقة الحرارية تحرر التيار الكهربائي مما يؤدي إلى سريانه-3
يمكن ضبط زاوية سقوط الشمس على الخلية للحصول على اكبر قيمة للتيار -4
تتأثر قيمة التيار الكهربائي المتولد بالحرارة المحيطة بالخلية الضوئية.-5
تكلفة الخلايا الشمسية حسب النوعية فمثلا شركة كيوسرا الأمريكية تبدأ الأسعار من 20 دولار إلى 800 دولار حسب الحجم والقدرة حيث خلية250 دولار تولد100 وات . وخلية

المحول الكهربائي
الغرض منه رفع أو خفض القوة الدافعة الكهربية المترددة نقل الطاقة الكهربائية من أماكن توليدها إلى أماكن استهلاكها. أما المنظم فسعره ضمن سعر الخلية أم المحول
أو الكونفيرتر converter فسعره حوالي 150 دولار وهو أيضا حسب القدرة أي يوجد قدرات أكبر وأغلى بالسعر
البطارية
من حيث المبدأ يمكن شحن البطارية بتيار شحن صغير أو كبير... سيتم الشحن بكلا الأحوال و لكن من أجل المحافظة على بنية الأقطاب و الوسط الكهرليتي الداخلي بشكل سليم يجب أن تجري التفاعلات الكيميائية بسرعة معقولة سواء كان ذلك في الشحن أو في التفريغ . و بالتالي يجب أن يراعى تيار الشحن ضمن حدود معينة و كذلك تيار التفريغ .
البطاريات أيضا متنوعة سعر الحجم الكبير الجيد منها حوالي 120 دولار






فكرة الأجانب حول الطاقة الشمسية.(أمريكا-سان فرانسيسكو)
من قبيل المثال على ذلك أن مدينة سان فرانسيسكو بدأت بتطبيق برنامج التعويضات، أو الرديات المالية في تموز/يوليو 2008. ويسمح البرنامج بتخفيض أو رد مبلغ 6,000 دولار من قيمة لوازم توليد الطاقة الشمسية في المنازل و10,000 دولار في المؤسسات التجارية في المدينة. ويتكلف تركيب أجهزة عادية لتوليد 2.5 كلواط من الطاقة اللازمة لمنزل نحو 25,000 دولار. غير أن مؤولي المدينة يقولون إن التكلفة ستنخفض عندما يتم احتساب التعويضات أو الرديات المالية التشجيعية من الولاية والمدينة إلى نحو 4,000 دولار للمنزل.

تكلفت تجهيز شقة من 4 غرف
تكلفة تجهيز شقة من أربعة غرف تتطلب الكثير من المال إذن ;
1-نفترض إن له خمسة مصابيح = 500واط إذن يحتاج5 خلايا = 1200$
2- ثلاجة = -202 كيلو واط يحتاج 20 خلية = 5000 $
3- تلفاز = 85كيلو واط يحتاج 9خلايا = 2250$
4- حاسوب=80كيلو واط يحتاج8خلايا= 2000$
5- مذياع =20واط يحتاج 1خلية=250$
6-عشرة قوابس=نعطي كل واحدة 200كيلو واط يحتاج19 خلية= 4750 $
المجموع=======================15450$ = 1185750 DA