المحتويات
يعتبر توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية للمنازل حلًا اقتصاديًا مثاليًا لتوفير التكاليف المادية التي يتكبدها المواطن من خلال الفواتير الباهظة الصادرة عن شركات إمداد الكهرباء. اتجهت أنظار أصحاب المنازل في السنوات القليلة الماضية إلى تركيب ألواح الطاقة الشمسية فوق المنازل، وذلك لتلبية احتياجات المنزل من الطاقة والعديد من الفوائد التي سنذكرها خلال هذه المقالة.
توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية للمنازل
تتيح الألواح الشمسية الفرصة أمام الفوتونات المستوحاة من الأشعة الشمسية؛ بإطلاق عددًا من الإلكترونات لها ذرات في أعماقِ الخلايا الكهروضوئية، وذلك لإنتاج مجالًا كهربائيًا. هذا وتتشكل كل لوح من ألواح الطاقة من عددٍ يتراوح بين 60-72 خلية شمسية تقترن ببعضها البعض. يتدفق في الخلية الواحدة طبقة من المجالات الموجبة والسالبة؛ بالتالي تتكاتف معًا لتوليد الكهرباء من الطاقة الشمسية للمنازل بكل سلاسة.
تقع على عاتقِ الخلايا ذات الشحنات السالبة مسؤولية إطلاق الفسفور في الطبقة العلوية من السيليكون. أما البورون فإنه من مسؤولية الشحنة الموجبة في الطبقة السفلية؛ ليتحدان معًا بغية خلق الطاقة من الأشعة الشمسية؛ وبالتالي التسرب إلى الألواح وأخيرًا المرايا العاكسة.
اقرأ أيضًا: تكلفة الطاقة الشمسية للمزارع
مبدأ عمل توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية للمنازل
تمر عملية توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية بعدةِ مراحلٍ أساسية للوصولِ في نهاية المطاف إلى تيارٍ كهربائي. وتتمثل هذه المراحل بما يلي:
- استقطاب الألواح للأشعة الشمسية، تصل أشعة الشمس إلى الألواح الشمسية بالتزامنِ مع سطوعها يوميًا. وتبدأ رحلة إنتاج التيار الكهربائي فور تفاعل الناشئ بين الإلكترونات والفوتونات.
- تحويل الطاقة الكهربائية، ينطلق التيار الكهربائي من الألواح متدفقًا نحو العاكس الشمسي؛ حيث تصبح هذه الطاقة قابلة للاستخدام المنزلي بعد تحويلها.
- وصول الطاقة الكهربائية المحولة إلى المنزل، يستقبل صندوق قواطع التيار الكهربائي المنزلي على هيئة تيار متردد؛ وذلك لتوزيعه على المنزل كاملًا.
- تخزين الطاقة، يُحتفظ بالطاقة غير المستخدمة حتى إشعار آخر، ومن الممكن في بعض الدول، القيام بإرجاع الطاقة الكهربائية الفائضة من خلال استخدام أجهزة العاكس On Grid، ويتم خصم ذلك من إجمالي الطاقة الواردة في الفاتورة.
اقرأ أيضًا: كم يحتاج المنزل من الطاقة الشمسية
مراحل وخطوات توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية للمنازل
عند التفكير مليًا في تزويد المنزل بالطاقة الكهربائية من ألواح الطاقة الشمسية، لابد من اتباعِ العديد من الخطوات الدقيقة لذلك، والتي تتجسد بما يأتي:
التأكد من كفاءة الطاقة المنزلية
يستوجب الأمر لزومًا على مالكي المنازل إجراء تحليل دقيق لتفاصيل استهلاك الطاقة. والأخذ بعين الاعتبار الترقيات المتوقعة لذلك. بحيث يكون المالك على إطلاع تام على الاستهلاك الإجمالي للطاقة الكهربائية. كما يكون ذلك وسيلة فعالة في الحدِ من الاستهلاك غير المبرر للطاقة ؛ وذلك باتخاذ أهم التدابير اللازمة لتخفيض التكاليف وتسهيل التنفيذ عند توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية، وهناك بعض التفاصيل التي توضح ذلك، منها:
- مراقبة الطاقة واستهلاكها، يكشف ذلك عن أكثر مواضع استنزاف الطاقة الكهربائية في المنزل؛ بالتالي السعي للحدِ من ذلك.
- التوجه لاستغلال الأجهزة المنزلية الكهربائية بأسلوبٍ أكثر كفاءة.
- التحوّل إلى أساليب الإضاءة الموفّرة، منها اعتماد لمبات الإضاءة LED.
- الحد قدر الإمكان من تشغيل وسائل التدفئة والتبريد في حالِ عدم استدعاء الحاجة. ويمكن البحث عن أساليب خارجية لمقاومة الطقس للمساعدة على ذلك، مثل استخدام المراوح للتبريد بدلاً عن أجهزة التكييف.
إخضاع إمكانيات الطاقة المنزلية للتقييم
من الضروري الاهتمام بالعوامل الخارجية (معدل سطوع الشعاع الشمسي) في المنطقة التي يقيم بها الراغب باستخدام الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء المنزلية.
كما يعتبر حجم النظام ذاته محط اهتمام، ومن الممكن الاستعانة بالأدوات المخصصة لذلك؛ بالتالي الحصول على المعلومات الدقيقة حول تكاليف توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية للمنازل بكفاءة.
تقييم الخيارات المتاحة لاستخدام الطاقة الشمسية النزلية
إذا كان الراغب في تركيب نظام شمسي مستأجرًا وليس مالكًا؛ يمكنه شراء النظام كاملًا بعد الحصولِ على إذنِ ربطٍ من الجهات المسؤولة (مؤسسة عامة)، ويمكن في هذه الحالة بيع الفائض من الطاقة المنتجة لمالك المنزل.
تقديم تقديرًا حول الاستهلاك الشهري المنزلي للمقاول
من الضروري تقديم تفاصيلًا دقيقة حول الاحتياج السنوي للاستهلاك الكهربائي. يتم ذلك من خلال جمع الفواتير التي تظهر الاستهلاك بالكيلو واط/ الساعة، وذلك بالوقوف على كل شهرٍ انقضى خلال العام.
اقرأ أيضًا: الفرق بين ألواح الطاقة الشمسية الزرقاء والسوداء
عيوب وإيجابيات الطاقة الشمسية للمنازل
تتضارب العيوب والإيجابيات بشراسة عند التوجه لتنفيذ مشروع توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية للمنازل بشكلٍ ملحوظ، لذلك من الأوجب أخذها بعين الاعتبار قبل المضي قدمًا في التنفيذ، وتاليًا التفاصيل:
عيوب الطاقة الشمسية للمنازل
- ارتفاع التكلفة المادية في البداية، حيث يشمل ثمن التركيب، الألواح الشمسية، البطارية.
- معدل سطوع الشمس، اعتماد كفاءة ألواح الطاقة الشمسية يرتكز كليًا على عدد ساعات سطوع الشمس يوميًا، فإنها ستنخفض في الأيام الغائمة.
- ارتفاع تكاليف تخزين الطاقة الشمسية، بالرغم من إمكانية تخزين الطاقة الشمسية لاستغلالها في ساعات الليل؛ إلا أن ذلك مرهق ماديًا للغاية لاعتماده على البطاريات والتي يعتبر عمرها الافتراضي قصيراً إلى حدٍ ما.
- استنزاف مساحة كبيرة، يتناسب ذلك طرديًا مع مقدار الطاقة المرغوب باستهلاكها؛ فكلما ازدادت كان عدد الألواح الشمسية المطلوبة أكثر، بالتالي مساحة أوسع.
- التأثر بالعوامل البيئية، ويقصد بذلك على وجه الخصوص بالغازات المقترنة بحالات الانحباس الحراري؛ إلا أنها الأقل تأثيرًا بتلوث البيئة.
إيجابيات الطاقة الشمسية للمنازل
أما عن المميزات والإيجابيات التي يمكن حصادها من توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية للمنازل. فإنها على النحو الآتي:
- الطاقة الشمسية مصدرًا متجددًا مجانيًا.
- تراجع التكاليف الباهظة المترتبة على فواتير الكهرباء.
- إمكانية تطبيق النظام الشمسي على مختلف مناحي الحياة، منها تشغيل الأقمار الصناعية، تقطير الماء في المناطق التي يصعب وصول المياه النظيفة إليها.
- تدني تكاليف الصيانة لألواح الطاقة الشمسية.
- الحصول على ضمان طويل الأمد يتفاوت بين 20-25 سنة بعد الصيانة والتركيب.
- فرص ازدياد تطوّر تكنولوجيا الطاقة الشمسية للمنازل كبيرة جدًا مستقبلًا.
ختامًا؛ يزداد التوجّه عامًا تلو الآخر إلى استخدامِ الطاقة الشمسية في المنازل. كما أن ذلك بات ملحوظًا في المنشآت الضخمة الساعية لتوفير الطاقة قدر الإمكان. في هذا المقال تفاصيلًا دقيقة حول الإيجابيات والسلبيات المحصودة من إمداد المنازل بهذا النظام. ومن هناك يقع على عاتقِ صاحب المنزل اتخاذ القرار الدقيق قبل التسرّع.
