حسابات منظومات الطاقة الشمسية

تحميل حسابات الطاقة الشمسية

لصناعة الواح الطاقة الشمسية، يجب حساب الطاقة الشمسية المطلوبة ومعرفة مقدار الطاقة المستخدمة ومساحة السطح الصالحة للاستعمال وذروة ضوء الشمس في المنطقة والكفاءة النسبية للوحات الكهروضوئية .  

كم تحتاج من الطاقة الشمسية

كثير من الأشخاص ليس لديهم فهم كامل لكمية الطاقة الشمسية التي يحتاجونها. لتحديد متوسط احتياجات الطاقة في المنزل، على سبيل المثال، يجب أن تراجع فواتير الخدمات، ثم قم بحساب عدد الألواح الشمسية التي تحتاجها لتلبية احتياجاتك .

يمكن لجودة الألواح الشمسية أن تؤثر على الكفاءة، وعندما يتم السؤال عن عدد الألواح الشمسية التي تحتاجها بطارية 200 أمبير، فإنه يجب أخذ في الاعتبار أن الألواح الشمسية الكهروضوئية ليست متساوية، حيث تتراوح قوتها من 150 واط إلى 370 واط لكل لوحة شمسية .

تعتمد جودة الألواح الشمسية على حجمها وكفاءتها وتقنياتها وخلاياها، وعلى مدى تعرضها للتقشير والتشقق والتآكل. وبسبب هذه الاختلافات الواسعة في الجودة، يصعب تحديد الألواح الشمسية المناسبة لكل منزل .

ما هو نطاق النظام الشمسي

يتساءل العديد عن عدد الأنظمة الشمسية الموجودة في المجرة بأكملها، ولسنوات طويلة درس العلماء النظام الشمسي واكتشفوا أن الشمس تتألف من حوالي 200 مليار نجم، أو قد يكون أكثر في مجرة درب التبانة وحدها، باستخدام التلسكوبات البصرية العادية. وفي بعض الأحيان يكون من الصعب رؤية الكواكب في سطوع النجوم، لذلك يتم استخدام التلسكوبات الأشعة تحت الحمراء لتمييز الكواكب بوضوح .

في منتصف التسعينيات، اكتشف علماء الفلك وجود كواكب حول نجوم أخرى، وأن هذه الكواكب تجذب النجوم مما يجعلها تندفع في ما يسمى برقصة الجاذبية .

كواكب النظام الشمسي بالترتيب

يتكون النظام الشمسي من ثمانية كواكب، وهي عطارد والزهرة والأرض والمريخ والمشتري وزحل وأورانوس ونبتون، ويتم ترتيبها بحسب بعدها عن الشمس. الكوكب هو جسم سماوي يدور حول الشمس ويتميز بكتلته التي تساعد في تحقيق التوازن الهيدروستاتيكي .

يعد كوكب عطارد أقرب كوكب إلى الشمس، ويبعد 58 مليون كيلومتر أو 36 مليون ميل أو 0.39 وحدة فلكية، وعلى الرغم من أنه الأقرب إلى الشمس، إلا أنه ليس الأكثر سخونة في المجموعة الشمسية .

كوكب الزهرة هو ثاني أقرب كوكب إلى الشمس، ويبعد في المتوسط حوالي 108 مليون كيلومتر / 67 مليون ميل، ويعتبر الكوكب الأكثر سخونة في النظام الشمسي بسبب غلافه الجوي الذي يحتفظ بدرجات الحرارة العالية .

كوكب الأرض هو الكوكب الثالث الأقرب إلى الشمس، وتقع على مسافة 150 مليون كيلومتر / 93 مليون ميل أو 1 وحدة فلكية من الشمس، ويوجد بها قمر واحد فقط، والعديد من الأقمار الصناعية الأصغر .

يعد كوكب المريخ رابع كوكب من الكواكب الأرضية وأقرب جسم سماوي للشمس، ويبعد 228 مليون كيلومتر / 142 مليون ميل، فيما يأتي كوكب المشتري في المرتبة الخامسة كأكبر كوكب في النظام الشمسي ويقع على بعد 778 مليون كيلومتر / 484 مليون ميل عن الشمس .

زحل هو الكوكب السادس من الشمس، ويعرف باسم العملاق الغازي، ويبعد 1.4 مليار كيلومتر / 886 مليون ميل عن الشمس. وأما كوكب أورانوس فهو الكوكب السابع من الشمس، ويعرف باسم العملاق الجليدي، ويبعد 2.9 مليار كيلومتر / 1.8 مليار ميل أو 19.19 وحدة فلكية عن الشمس .

يمكن أن يصل كوكب نبتون إلى بعد 4.5 مليار كيلومتر / 2.8 مليار ميل عن الشمس، ويمكن أن يكون هو الكوكب الأبعد بعد الكواكب الأخرى التي تبعد عن الشمس بمسافة أقل منه .

نظام الطاقة الشمسية

تعمل الطاقة الشمسية من خلال التقاط طاقة الشمس ، وتحويلها إلى كهرباء ، كما أنها تعمل بمثابة مفاعل نووي طبيعي ،  وتطلق الشمس حزم صغيرة من الطاقة تسمى الفوتونات ، وهذه الفوتونات تسافر 93 مليون ميل من الشمس إلى الأرض في حوالي 8.5 دقيقة ، كما أنها تقوم بتوليد طاقة شمسية كافية لتلبية احتياجات الطاقة .

عند اصطدام الفوتونات بخلية شمسية، تنفصل الإلكترونات عن ذراتها وتولد الكهرباء. وتتشكل هذه الخلايا المتعددة في ما يسمى بالألواح الشمسية، التي يمكن توصيلها بعضها ببعض لتشكيل مجموعة شمسية، وزيادة الطاقة الإنتاج بزيادة عددها .

تتكون الألواح الشمسية من العديد من الخلايا الشمسية التي تتكون من طبقة موجبة وطبقة سالبة، وعندما تتكون بشكل كامل يقومون بتوليد مجالٍ كهربائي، وهذا ما يحدث، على سبيل المثال، في البطارية .

برنامج حساب أحمال الطاقة الشمسية

إلتزام العديد من الجهات بقواعد التصميم المحددة لضمان جودة النظم الكهربائية والضوئية وسلامتها. ويتطلب ذلك العمل ببرنامج مخصص لحساب أحمال الطاقة الشمسية وتصميم التثبيت للعديد من الحسابات المعقدة لتحديد حجم الكابلات وضبط الطاقة المنتجة. وتوفر هذه البرامج حلولا آمنة ومثالية واقتصادية للشركات التي تريد تزويد نفسها بحلول برمجية قوية، وتقدم تقارير دقيقة للعملاء .

حسابات منظومات الطاقة الشمسية

غالبا ما يتساءل الكثيرون عن عدد الوحدات الشمسية المطلوبة لتشغيل مكيف الهواء. في الواقع، إذا افترضنا أن وحدة التكييف تحتاج إلى 1500 واط من الطاقة، يمكن لمجموعة مكونة من 6 ألواح شمسية بسعة 250 واط تشغيل وحدة التكييف بشكل نظري .

يجب أن تعلم أن العديد من العوامل الفردية يمكن أن تؤثر على هذا الرقم بشكل كبير، وتلعب المنطقة التي تعيش فيها وكمية الضوء الشمسي دورًا رئيسيًا في فعالية تخزين الطاقة الشمسية، والتي قد تؤدي إلى تغيير كمية الألواح الشمسية المطلوبة لتشغيل مكيف الهواء .

هناك فرق واضح بين الألواح الكهروضوئية والألواح الحرارية الشمسية، فالألواح الكهروضوئية تحول الإشعاع الشمسي (ضوء الشمس) إلى تيار كهربائي، بينما الألواح الحرارية الشمسية تحول الحرارة الشمسية إلى ماء ساخن بواسطة نظام مغلق من الأنابيب المملوء بمحلول شبيه لمضاد التجمد، وهذا هو ما يجعل الطاقة الشمسية مهمة .