كيفية عمل مشروع الطاقة الشمسية

تواصل مع المستشار مباشرة بالضغط هنا

كيفية عمل مشروع الطاقة الشمسية

نعاني في وقتنا الحالي من أزمة في الطاقة، خاصة الطاقة الغير متجددة ما دفع الكثيرون إلى الاستفادة من أشعة الشمس كونها من مصادر الطاقة الدائمة والمتجددة، ما يدفع البعض إلى البحث عن كيفية عمل مشروع الطاقة الشمسية .

الطاقة الشمسية هي الضوء والحرارة المنبعثان من الشمس وباستخدام مجموعة من طرق التكنولوجيا الحديثة تم عمل محطات تضم تقنيات تعمل على تسخير الطاقة الشمسية والاستفادة منها، من خلال استخدام الطاقة الحرارية للشمس سواء عن طريق التسخين المباشر أو ضمن عملية تحويل ميكانيكي لحركة أو لطاقة كهربائية، أو لتوليد الكهرباء عبر الظواهر الكهروضوئية باستخدام ألواح الخلايا الضوئية الجهدية بالإضافة إلى التصميمات المعمارية التي تعتمد على استغلال الطاقة الشمسية، وهي تقنيات تستطيع المساهمة بشكل بارز في حل بعض من أكثر مشاكل العالم إلحاحا اليوم.

أهمية مشروع الطاقة الشمسية

من المعروف أن معظم مصادر الطاقة المتجددة المتوافرة على سطح الأرض تأتي من الطبيعة مثل أشعة الشمس، كذلك توجد العديد من مصادر الطاقة الثانوية، مثل طاقة الرياح وطاقة الأمواج والطاقة الكهرومائية والكتلة الحيوية

وتوجد العديد من المزايا التي جعلت هناك اتجاه عالمي إلى الاستفادة من يتم توليد طاقة كهربية من الطاقة الشمسية بواسطة محركات حرارية أو محولات فولتوضوئية والحصول على الطاقة المتجددة من خلالها.

وبمجرد أن يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربية، يتم الاستفادة منها وتعدد أوجه استخداماتها، ومن التطبيقات التي تتم باستخدام الطاقة الشمسية نظم التسخين والتبريد خلال التصميمات المعمارية التي تعتمد على استغلال الطاقة الشمسية، والماء الصالح للشرب خلال التقطير والتطهير، واستغلال ضوء النهار، وتسخين المياه، والطهو بالطاقة الشمسية، ويتم الاستفادة من درجات الحرارة المرتفعة في أغراض صناعية.

تتسم وسائل التكنولوجيا التي تعتمد الطاقة الشمسية بشكل عام بأنها إما أن تكون نظم طاقة شمسية سلبية أو نظم طاقة شمسية إيجابية وفقًا للطريقة التي يتم استغلال وتحويل وتوزيع ضوء الشمس من خلالها.

وتشمل التقنيات التي تعتمد على استغلال الطاقة الشمسية الإيجابية استخدام اللوحات الفولتوضوئية والمجمع الحراري الشمسي، مع المعدات الميكانيكية والكهربية، لتحويل ضوء الشمس إلى مصادر أخرى مفيدة للطاقة. هذا، في حين تتضمن التقنيات التي تعتمد على استغلال الطاقة الشمسية السلبية توجيه أحد المباني ناحية الشمس واختيار المواد ذات الكتلة الحرارية المناسبة أو خصائص تشتيت الأشعة الضوئية، وتصميم المساحات التي تعمل على تدوير الهواء بصورة طبيعية.

فإذا كنت تبحث عن خبير في عمل مشروع الطاقة الشمسية في تركيا ويملك دكتوراة في الطاقة البديلة، متخصص في مشاريع الطاقة الشمسية تواصل معنا : أضغط هنا .

ربما تفيدك قراءة: كيف أبدأ مشروع طاقة شمسية صغير وبأرباح مدهشة؟

مميزات الطاقة الشمسية

يستقبل كوكب الأرض 174 بيتا واط من أشعة الشمس القادمة إليه، وتعرف باسم الإشعاع الشمسي.

وينعكس ما يقرب من 30% من هذه الإشعاعات العائدة إلى الفضاء بينما تُمتص النسبة الباقية بواسطة السحب والمحيطات والكتل الأرضية، وينتشر معظم طيف الضوء الشمسي الموجود على سطح الأرض عبر المدى المرئي وبالقرب من مدى الأشعة تحت الحمراء بالإضافة إلى انتشار جزء صغير منه بالقرب من مدى الأشعة فوق البنفسجية.

يصل إجمالي الطاقة الشمسية التي يقوم الغلاف الجوي والمحيطات والكتل الأرضية بامتصاصها إلى حوالي 3.850.000 كونتليون جول في العام.

وفي عام 2002، زادت كمية الطاقة التي يتم امتصاصها في ساعة واحدة عن كمية الطاقة التي تم استخدامها في العالم في عام واحد.

ويمكن رصد فوائد الطاقة الشمسية كالتالي:

– توليد الكهرباء وتعد الطاقة الشمسية من أفضل المصادر لتوليد الكهرباء، خاصة كونها من الأزمات العالمية التي تواجهه الكثير من الدول.

ويتم استخدام الطاقة الشمسية والإشعاع الشمسي في إنتاج الطاقة الكهربائية بواسطة الخلايا الشمسية أو الخلايا الكهروضوئية، وتعمل هذه الخلايا على توليد جهد كهربائي صغير عند تعرضها لأشعة الشمس بشكل مباشر.

ليأتي السؤال حول كيف تعمل الطاقة الشمسية، يتم توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية عن الطريق المواد شبه موصلة (مثل السليكون)الموجودة في الخلايا الشمسية والتي تعمل على تحويل الطاقة الضوئية للشمس إلى طاقة كهربائية، ويمكن للخلية الشمسية المنفردة أن تولد 2 واط من الكهرباء فقط، وبجمع أكثر من خلية شمسية على شكل مجموعات تسمى (مصفوفات) والقادرة على توليد مئات أو حتى آلاف الكيلوواط من الطاقة الكهربائية لتشغيل المصانع وتزويد التجمعات السكانية بالكهرباء، لتصبح من أفضل وأهم مصادر الطاقة النظيفة

– توليد الطاقة الحرارية من أكثر المجالات شيوعاً لاستغلال الطاقة الشمسية هو تحويلها إلى مصدر للطاقة الحرارية، وتتم هذه العملية عبر استخدام أنواع ألواح الطاقة الشمسية والتي تحتوي على طبقة معدنية سوداء، مُغطّاة بلوح أو اثنين من الزجاج، حيث يتم تسخينها عند تعرضها المباشر لأشعة الشمس، ويتم نقل الحرارة المخزّنة في الطبقة المعدنية السوداء إلى الوسط المُلامس لها في الأسفل سواء كان هواء أو ماء.

بعد ذلك يتم نقل تلك الحرارة إلى وسط آخر ليتم تخزينها واستخدامها في الليل وفي فترات غياب أشعة الشمس، وتُستخدم الطاقة الحرارية الناتجة في سخّانات المياه الشمسية والتدفئة المركزية في المنازل عند سريان المياه الساخنة في أنابيب التدفئة في الأرضيات والأسقف.

– انتاج الهيدروجين النظيف، حيث تستخدم الطّاقة الشمسية في بعض الأحيان لإنتاج الهيدروجين النظيف والمتجدد، والتي تشبه إلى حد كبيرة مبدأ عملية التمثيل الضوئي، حيث يتم فصل الأوكسجين عن الهيدروجين في المياه.

– تحلية المياه من الفوائد الخاصة التي يمكن الاستفادة منها من عمل محطات الطاقة الشمسية، والتي تتم باستخدام تقنية النانو، حيث يتم تحلية المياه عن طريق فصل مجرى الماء البارد والماء الساخن بغشاء رقيق، ويتم سحب بخار الماء عبر هذا الغشاء من الجانب الساخن إلى البارد وتصفية جزيئات الملح المُذابة فيه، وتم تطوير النظام بإضافة المزيد من الأغشية وجزيئات نانو الكربون الأسود التي تحوّل طاقة ضوء الشمس إلى حرارة، والتي تقوم أيضاً بتسخين الغشاء الفاصل، وبالتالي لا يحتاج هذا الغشاء إلى المزيد من الإمدادات الثابتة للمياه الساخنة، حيث يتم تسخين الغشاء مباشرة عن طريق أشعة الشمس، ولا يحتاج لطاقة لتسخين المياه.

وبذلك يعد هذا النظام بكامل مكوناته موفّراً أساسياً للطاقة بحيث يعتمد على وجود ألواح الطاقة الشمسية، حيث يحتاج فقط إلى مضخة لدفع الماء السائل خلال العملية، واستطاع القائمون على النظام من زيادة كفاءته عن طريق زيادة تركيز أشعة الشمس، حيث قاموا باستخدام عدسة لتركيز الأشعة الشمسية بمقدار 25 مرة ووصلت الطاقة الناتجة إلى 17.5 كيلو واط لكل متر مربع من مساحة الأشعة الشمسية المركّزة، وبالتالي ارتفع إنتاج الماء بنحو ستة لترات لكل متر مربع في الساعة.

– التدفئة والتبريد يمكن استخدام تقنيات نظم التدفئة والتبريد والتهوية التي تعتمد على الطاقة الشمسية لتعويض قدر من هذه الطاقة، وهو من الأنظمة التي يعتمد عليها بشكل كبير في الولايات المتحدة الأمريكية.

يتم بناء البيوت من الحجارة والأسمنت والماء، وتم استخدام هذه المواد في المناطق ذات المناخ الجاف أو المناخ المعتدل الدافئ للاحتفاظ ببرودة المباني في فترات النهار عن طريق امتصاص الطاقة الشمسية في أثناء النهار وإطلاق الحرارة المخزنة في الأجواء الباردة في فترات الليل.

ويمكن استخدام هذه المواد أيضًا في المناطق الباردة بشكل متوسط للاحتفاظ بالدفء فيها. ويتوقف حجم ومكان الخامات المستخدمة في تخزين حرارة الشمس على عدة عوامل، مثل الظروف المناخية والإضاءة في فترات النهار والظل. وعندما يتم تضمين هذه المواد في التصميمات، حيث تعمل الكتلة الحرارية على الحفاظ على درجة حرارة المكان في مدى مناسب وتقلل من الحاجة إلى وسائل إضافية للتدفئة أو التبريد.

ربما تفيدك قراءة: أفضل تمويل مشاريع الطاقة المتجددة

دراسة جدوى مشروع الطاقة الشمسية 2019

تعتبر الطاقة الشمسية من المشاريع الحديثة جدا، التي تم تطبيقها في العديد من الدول ومنها تركيا، وتعددت المشاريع حول ذلك النقطة التي تعتمد على الشمس والتي من خلالها يمكن الاستغناء عن الكهرباء المكلف، وتعتمد فكرة ذلك المشروع على كيفية استغلال أشعة الشمس الشديدة وقوتها، والقيام بتخزينها والاستفادة منها في العديد من الأمور الحياتية مثل أن تكون بديل للطاقة.
كما تعتمد على تركيز أشعة الشمس على أماكن معينة والقيام بتصنيع ألواح تشابه هذه المواد حتى تتجمع أشعة الشمس عليها ويقوم بتخزينها.

بالرغم من أن هذا المشروع مكلف جدا في البداية أثناء تنفيذه، واستنزاف الكثير من الوقت والجهد القائم على ذلك، إلا أنه يعد من المشاريع الموفرة جدا أثناء عملها.

كيفية إنشاء مشروع الطاقة الشمسية

1- شراء أرض وهي الخطوة الأولى فكل ما عليك هو البحث عن أرض تسطع عليها الشمس بشكل كافي وتكون أرض جرداء غير سكنية أو زراعية، ومن السهل إيجاد هذا النوع من الأراضي وبمبلغ قليل.

ويحتاج عمل محطة طاقة إلى مساحة أرض حوالي الـ20 كيلو متر مربع وغالبًا ما يتراوح سعرها بين الـ 6 الى 15 ألف دولار.

2- إصدار التراخيص اللازمة وإتباع الإجراءات القانونية، من أجل عمل محطات الطاقة الشمسية في تركيا، فتحتاج للحصول على ترخيص من 16 دائرة حكومية، وهذه التراخيص توجد شركات مختصة لاستخراجها وتقدر التكلفة الاجمالية للحصول عليه ب 150 ألف ليرة، وهي أحد عيوب عمل محطة في تركيا أن استخراج التراخيص مكلف، وهو عيب ليس قاصر على مشروع الطاقة الشمسية فقط، إنما من أهم عيوب في جميع المشاريع في تركيا، لكن الميزة أن الترخيص مستمر لمدة 25 سنة، تستطيع خلالها أن تنتج الكهرباء والاستفادة من المحطة.

3- أجهزة الطاقة الشمسية في تركيا

تحتاج من أجل تنفيذ المشروع إلى شراء ألواح الطاقة الشمسية والتي لديها العديد من الأنواع من الصفائح السوداء والزرقاء، وتحتاج إلى قرابة الـ4500 لوح طاقة شمسية لتغطية مساحة المزرعة الشمسية الـ20 كيلو متر.

الألواح الشمسية هي المكون الرئيسي في الأنظمة الشمسية التي تقوم بتوليد الكهرباء، ويتم صنع الخلايا من مواد شبه موصلة مثل السيليكون التي تمتص الضوء من الشمس، وهو بطبيعته لامع جدا، فمن أجل الأستفادة من الفوتونات ومنعها من الأنعكاس بعيدأ عن الخلية، يتم تطبيق طلاء مضادة للانعكاس للخلايا، كما يتم وضع غطاء زجاجي أعلى اللوح الشمسي لحماية مادة السيليكون من العوامل الخارجية والخدش.

أما عن الخصائص الفنية للألواح الشمسية يتكون اللوح من مجموعة من الخلايا PV cells المتصلة مع بعضها في إطار واحد وموصلة بينها، وتكون الخلايا مقاسها القياسي 15.6 * 15.6 سم.

– وتعدد مقاسات الألواح، فمقاس الألواح ال255-285 وات يحتوي علي 60 خلية (6 * 10) ومقاسها 99 * 164 سم

– الألواح ال315-335 وات تحتوي علي 72 خلية (6 *12) ومقاسها 99 * 196 سم

وينتج اللوح الواحد من الطاقة ما يقرب من 100 إلى 300 وات، أما الألواح الخاصة بالمنازل والأكثر استخداما اللوح الذي ينتج من 100 إلى 250 وات.

أما عن أسعار الخلايا الشمسية، فتقدر تكلفة هذه الألواح ما بين الـ900 ألف دولار إلى مليون و200 ألف دولار، ويمكن تخفيض هذه التكلفة بشكل كبير جدًا، في حال استيراد ألواح الطاقة الشمسية الخاصة بمحطة الطاقة الخاصة بك من الصين، حيث تكون الأسعار أقل بكثير.

ويوجد العديد من أنواع الألواح المختلفة وهما 3 أنواع رئيسية، والتي يتم الاختيار من بينها تبعا لـ أنواع الطاقة الشمسية واستخداماتها التي تود الحصول عليها.

ربما تفيدك قراءة: كل ما يهمك عن معرض الطاقة الشمسية في تركيا

– ألواح Monocrystalline Silicon

وهي الألواح الأحادية مظهرها متناسق الذي يدل علي نقاء كريستالات السليكون، والخلايا المكونة للألواح الأحادية عبارة عن سبائك سليكون تم تقطيعها إلى شرائح.

أحرف تلك الخلايا ليست متلاصقة وهذا ما يعطي الألواح الأحادية مظهرها المميز، وهذه الألواح هي من اغلي الأنواع، وتعطي كفاءة تصل إلى 22.5 % في المعمل, ولكن فعليا الخلايا المنتشرة تجاريا في 2017 كفاءتها لا تزيد عن 17.5%، وعمرها الافتراضي 25 سنة أو أكثر.

– الخلايا متعددة الكريستالات Polycrystalline Silicon

وتختلف عن النوع الأول، وتكون فيها الخلايا عبارة عن مربعات متراصة، وتتميز بانخفاض ثمنها مقارنة بالخلايا الأحادية، وتصل كفاءتها إلى حوالي 16.9%، وعمرها الافتراضي 25 سنة أو أكثر، وعيبها الوحيد أن مظهرها ليس جماليا كما في حالة المظهر الأزرق الانسيابي الجميل للألواح الشمسية الأحادية.

– Thin Film

هذا النوع من الألواح الشمسية رقيق وانسيابي ويأخذ شكل السطح الذي يتم تثبيته عليه معظم التطويرات والأبحاث التي تجري حاليا تقوم علي التطوير في هذه النوع بالتحديد نظرا لأن له انسيابية ووزنه وسمكه قليل، كما أنها صالحة للعديد من التطبيقات مثل أسطح المراكب وسيارات النقل، ومن عيوبها أنها أقل الأنواع كفاءة فكفاءتها قد لا تزيد عن 12%، وعمرها الافتراضي اقل من نظيرتها الأحادية والمتعددة ويصل إلى 15 عام فقط وعند المقارنة بين عمرها الافتراضي القصير وسعرها تعدل مرتفعة الثمن.

ربما تفيدك قراءة: أهم المعلومات عن هندسة الطاقة المتجددة في اسطنبول

4- سخانات الطاقة الشمسية في تركيا

توجد الكثير من السخانات التي لها العديد من المزايا، كفاءة عالية لامتصاص وتخزين الحرارة، حماية كاملة ضد الصدأ، كما أنها سهلة الصيانة والتركيب، وتعمل على توفير الماء الساخن ليلا ونهارا حتى عند انقطاع التيار الكهربائى، فهي من أهم مكونات نظام الطاقه الشمسية

ويمكن استخدام السخانات في المشاريع الطاقة الخاصة بالمنازل، ويمكن الحصول على سخان واحد لأكثر من شقة، وتوجد أنواع تحتوى على ملف تسخين كهربائي احتياطي.

ويتم الاستخدام الرئيسي للطاقة الشمسية في تركيا في أنظمة مجمعات الطاقة الشمسية الحرارية. تعتبر تركيا واحدة من البلدان الرائدة في هذا المجال بسعة 10 جيجاوات في عام 2011 (129 كيلووات لكل 1000 نسمة

الاستثمارات في الطاقة الشمسية في تركيا

استطاعت تركيا في فترة قصيرة أن تثبت نفسها في هذا المجال وأن تحتل مكانة متميزة في سوق الطاقة الشمسية في أوروبا فبالمقارنة مع باقي دول أوروبا مثل إسبانيا، فإن معدل الإشعاع الشمسي وعدد ساعات سطوح الشمس لتركيا أكبر بكثير، كما أعلنت تركيا أنها تهدف إلى توليد 3 جيجاوات بأقل تقدير بحلول عام 2023، فتطمح تركيا إلى رفع الاستثمار في الطاقة المتجددة إلى 110 مليار دولار في عام 2023 بدل الاستثمارات الحالية المقدرة ب35 مليار دولار، خصة أنها كدولة لا تمتلك موارد طبيعية من نفط وغاز والتي يعيبها أنها موارد طاقة غير المتجددة.

لذالك تفضل تركيا إنتاج طاقتها بطرق دائمة وغير منتهية من خلال الاستفادة من أشعة الشمس كونها من مصادر الطاقة المتجددة.
وتشجع تركيا كثيراً على الاستثمار في هذا المجال، من خلال أيضاً سن الكثير من القوانين ففي عام 2010، أصدرت تركيا قانونها الثاني للطاقة المتجددة رقم 6094 المعني بكيفية الاستخدام الأمثل لمصادر الطاقة المتجددة، وهذا القانون يصنف المشاريع حسب سعتها، فالمشاريع التي يصل إنتاجها تقريبا إلى حوالي 50 كيلو وات وهي الخاصة بالخلايا الشمسية على أسطح المنازل فتحتاج إلى ترخيص وتنظيم وربط مع أمثالها من المشاريع الكبيرة.

أما المشاريع التي يصل إنتاجها إلى 1 ميجاوات لا تحتاج إلى ترخيص غالبا إلا في حالة الربط مع شبكة الكهرباء الوطنية، بسعر 0.133 دولار للكيلو وات الساعة لمدة 10 سنوات.

على الرغم من صعوبة استخراج التراخيص، كونها غارقة في البيروقراطية إلا أنها تهدف إلى التأكد من استقرار النظام وإمكانية اعتماد الشبكة عليه.

تكاليف مشروع الطاقة الشمسية في تركيا

تعد تكلفة إنشاء مثل هذا المشروع من التكاليف المرتفعة نسبياً، إلا أنها مربحة ولا تزال تكاليف نظام الألواح الشمسية في الانخفاض، وتعتمد تكلفة تركيب الطاقة الشمسية على منزلك أو الأعمال التجارية على كمية الكهرباء التي تريد توليدها، فكلما كان النظام أكبر سوف يكلف أكثر، لزيادة الحاجة إلى شراء المزيد من المعدات ومزيد من العمالة لتثبيته.

• أما عن تكاليف إقامة مشروع الطاقة الشمسية في المنازل في عام 2017 في أمريكا يدفع معظم أصحاب المنازل ما بين 2.87 و3.85 دولار لكل واط لتثبيت الطاقة الشمسية، ويبلغ متوسط التكلفة الإجمالية للألواح الشمسية قبل الإعفاءات الضريبية 16800 دولار.

• باستخدام الولايات المتحدة، متوسط حجم النظام عند 5 kW (5000 Watt)، سوف تتراوح تكلفة الألواح الشمسية من 10،045 $ إلى 13،475 $ (بعد الإعفاءات الضريبية).

ربما تفيدك قراءة: أفضل شركات الطاقة الشمسية في تركيا

أسعار الطاقة الشمسية في تركيا

• تحتاج إلى شراء أرض مساحتها قرابة الـ20 كيلو متر مربع وغالبًا ما يتراوح سعرها بين الـ 6 إلى 15 ألف دولار.

• استخراج تراخيص من 16 دائرة حكومية، وهذه التراخيص توجد شركات مختصة لاستخراجها وتقدر التكلفة الإجمالية للحصول عليه ب 150 ألف

• ألواح الطاقة الشمسية وهي التكلفة الأكبر في المشروع، وتحتاج إلى 4500 لوح طاقة شمسية لتغطية مساحة المزرعة الشمسية الـ20 كيلو متر، وتقدر تكلفة هذه الألواح مابين الـ900 ألف دولار إلى مليون و200 ألف دولار.

• تحتاج إلى التكاليف التشغيلية تتمثل في صيانة المزرعة الشمسية التي تعتمد على تنظيف الألواح من الأتربة والأعطال حال حدوثها وهي نادرة الحدوث وحارس للمزرعة إضافة إلى تقني يزور المزرعة بين الفينة والأخرى للتحقق.

أما عن الأرباح المتوقعة من هذا المشروع، فالمزارع التي تم إنشائها في العام الماضي كانت التعريفة التي تعاقدت مع الحكومة التركية عليها، هي 13 سنت للكيلو واط أي ما يعادل ربع مليون دولار سنويًا، ويستمر البيع على هذا المعدل وبنفس السعر والتعريفة لعشر سنوات، وهي مدة عقد الشراء مع الحكومة ويمكن تجديد في حال انتهائه.

وأما المزارع المنشأة هذا العام فانخفضت التعريفة لها إلى 10 سنتات للكيلو واط أي أن أرباحها السنوية ستكون قرابة الـ200 ألف دولار.

عيوب استخدام الخلايا الشمسية

لا يخلو أي مشروع من العيوب، ومن أهم عيوب الطاقة الشمسية.

• التكلفة الأولية لشراء النظام عالية، ويشمل دفع ثمن الألواح والأنفرتر والبطاريات والأسلاك وهيكل التثبيت.

• كفاءة النظام تقل في أيام المطر والغيوم، لذلك في النظم المستقلة عن الشبكة يجب عمل بطاريات تخزين تسع ل3 أو 4 أيام لتفادي انقطاع التيار.

• تخزين الطاقة في بطاريات مكلف وعمرها الافتراضي قليل بالنسبة إلى سعرها، ويتم شحن البطاريات خلال النهار وتستخدم الطاقة ليلا.

مشروع الطاقة الشمسية من المشاريع الهامة والمربحة فى تركيا فى الوقت الحالى، فالسوق لديهم يشجع الاستثمار، ويمكنك البدء بعدما امتلكت كافة المعلومات الأساسية.

المصدر : عرب تركيا