وحدات التغذية الكهربائية الشمسيّة

2013 تبسيط علم الإلكترونيات

ستان جيبيليسكو

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الفيزياء

يمكننا الحصول على الكهرباء مباشرةً من ضوء الشمس باستعمال الخلايا الشمسية المعروفة أيضاً بـالخلايا الكهرو ضوئية (PV).

تُولِّد هذه الأجهزةُ – التي تتضمّن صمامات ثنائية متخصصةً نصفَ ناقلة – عدّةَ ملّي واط من الطاقة لكلّ سنتيمتر مربع من مساحة السطح المُعرَّض لضوء الشمس الساطع.

تُنتِج الخلايا الشمسية تياراً مستمراً بينما تتطلب معظمُ الأجهزة المنزلية تياراً متناوباً 117 فولط فعّال و60 هرتز، وبالتالي يجب أن تستخدمَ معظمُ نظم الطاقة الكهربائية الشمسية المخصّصة للاستعمال في المنازل والأعمال العامة عاكساتِ طاقةٍ.

يتوفر نوعان من نظم الطاقة الكهربائية الشمسية لتأمين الكهرباء للمنازل والأعمال الصغيرة: النظام القائم بذاته (Stand-Alone System) والنظام التفاعلي (The Interactive System).

يستعمل النظامُ الكهرو ضوئي القائم بذاته صفوفاً من البطاريات القابلة لإعادة الشحن – مثل تلك الخاصّةِ بالنوع رصاص – حمض – وذلك لتخزين الطاقة الكهربائية المزوَّدة من قبل خلايا كهرو ضوئية خلال ساعات النهار. تحرَّر هذه الطاقةُ من البطاريات خلال الليل أو أثناء جوٍّ معتمٍ في النهار.

يبقى هذا النظام مستقلاً من شبكة مرفق خدمة الكهرباء العامة (المسماة عادةً شبكة الطاقة العامة). يبقى النظامُ التفاعلي – المُسمّى أيضاً بـنظام عطالة الشبكة (Grid–Intertie System) – موصولاً إلى شبكة الطاقة ولا يملك بطاريات تخزينيةً. تُباع الطاقةُ الفائضة – إن وجدت – لشركات الخدمة العامة خلال فتراتٍ من ضوء النهار الساطع موافقةٍ لاستعمالِ طاقةٍ أصغري وذلك بواسطة إجرائيّة تُسمّى القياس الصافي.

يزوِّدنا مرفق الخدمةُ العامة التقليديةُ بالطاقةِ خلال الليل أو خلال جو النهار المعتم أو أثناء فترات الاستعمال الشديد.