دراسة جدوى اقتصادية لمشروع محطة کهرباء للاستخدام المنزلي بالطاقة الشمسية | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal of Environmental Studies and Researches | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Article 11, Volume 9, (4), July 2019, Page 517-531 PDF (1.22 MB) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Document Type: Original Article | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: 10.21608/jesr.2019.68863 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
View on SCiNiTO | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Authors | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
سيدة عبد المنعم عبد الرشید أبوزيد* 1; أشرف عبد الحمید حسن زهران2; عبد المطلب عبد الحميد3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1باحث دکتوراه - معهد الدراسات والبحوث البيئية - جامعة مدينة السادات | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2معهد الدراسات والبحوث البيئية – جامعة مدينة السادات | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3المعهد العالي للتسويق والتجارة ونظم المعلومات بالقاهرة | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Abstract | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
هدفت الدراسة لتوضيح جدوى انشاء محطة توليد طاقة کهربائية لمنزل سکنى في منطقة صحراء برج العرب والجدوى الاقتصادية في توفير استهلاک الکهرباء من قبل شرکة الکهرباء الحکومية والاستغناء عنها تماما وتوصلت الدراسة بعد حساب التکاليف وحجم استهلاک الکهرباء الى ان نسب فوائد البنوک تصل الى 12.5% أي ضعف ما يستفيدة من بناء المحطة ولا يعتقد الباحث ان يلجأ الى بناء المحطة في الوقت الحالي الا اذا کان مضطر ويصعب عليه التوصيل من الشبکة الحکومية خاصة ان مستوى استهلاک الکهرباء ينخفض للربع اثناء فترات الشتاء لعدم تشغيل المکيف وانخفاض تشغيل الثلاجة وعدم السهر لساعات طويلة ليلا امام التلفزيون، ويمکن فقط بيع فائض الکهرباء لشرکة الکهرباء وهي طبقا لظروف مستوى الاستهلاک وقتها. ولکن في حالة صحراء برج العرب الأمور تختلف تماما حيث يستغل الشاليه فقط اثناء فترة الصيف لفترة قصيرة وبعدها يمکن استغلال المحطة في بيع انتاجها للحکومة وبالتالي تکون اقتصادية تماما | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
طاقة کهربائية – التکاليف – الشبکة الحکومية – فائض الکهرباء | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Full Text | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
مقدمه الدراسة دراسة جدوى مشروع الطاقة الشمسیة من المتطلبات الضروریة التی یجب أن یقوم بها الإنسان لکی یستطیع تنفیذ مشروع الطاقة الشمسیة، حیث أن هذا المشروع یلزمه دراسة جدوى دقیقة. حیث أنه من المشاریع الحدیثة فی ظل السعی الدائم من قبل الدولة للاعتماد على الطاقة الشمسیة بصفتها طاقة نظیفة بدلاً من إستخدام الوقود الذی ینفذ مع مرور الوقت بالإضافة إلى کونه أحد ملوثات البیئة. أهمیة الدراسة للمشروع الطاقة الشمسیة تتمثل أهمیة مشروع الطاقة الشمسیة فی الطاقة الکهربائیة النظیفة التی یمکن الحصول علیها، بالإضافة إلى قدرة بیع هذه الطاقة بأسعار کبیرة، وفی نفس الوقت توفیر الطاقة الغیر متجددة مثل الفحم والبترول والغاز الطبیعی والذین یکونون بتکلفة عالیة، مما یعمل على خفض میزانیة أی دولة. کما أن أهمیة هذا المشروع تتمحور فی الربح الکبیر الذی یحصل علیه کل من یفکر فی إقامة هذا المشروع، بالإضافة إلى الحصول على الطاقة من الشمس وهی طاقة لا تنفذ بأسعار قلیلة، بدلاُ من الإعتماد على الغاز والبترول أسعارها المرتفعة. الهدف من دراسة المشروع الطاقة الشمسیة یعد مشروع الطاقة الشمسیة من المشاریع المفیدة والتی تهدف إلى الإستفادة من الطاقة الشمسیة بواسطة بعض الأدوات وتحویل هذه الطاقة إلى طاقة کهربائیة یتم استخدامها فی المنازل والمصانع. کما یهدف هذا المشروع إلى الحصول على الطاقة النظیفة من الشمس بدلاً من إستخدام الطاقة الغیر متجددة والتی تضر البیئة بشکل کبیر بکل ما فیها. مشکلة الدراسة تنبع مشکلة الدراسة فی وجود مصدر للطاقة الکهربائیة لمنزل بمزرعة او منطقة بعیدة عن الشبکة الحکومیة للکهرباء وبالتالی یمکن تلخیص المشکلة فی السؤال التالی: هل یمکن تزوید منزل بعید عن شبکة الکهرباء الحکومیة بالکهرباء عن طریق الطاقة الشمسیة بأسلوب اقتصادی واقل تکلفة من تکالیف مد شبکة الکهرباء الحکومیة لموقع المنزل؟ فروض الدراسة لا یوجد وسیلة تزوید کهرباء للمناطق النائیة بمشروعات الطاقة الشمسیة ویتفرع من هذا الفرض الفروض الاتیة: الفرض الفرعی الأول: لا تتوفر فی مصر وسائل بناء محطات منزلیة للتزوید بالکهرباء بالطاقة الشمسیة الفرض الفرعی الثانی: تکالیف بناء محطات کهرباء منزلیة بالطاقة الشمسیة باهظة التکالیف
الاطار النظری العوامل التی یتوقف علیها متوسط الطاقة الشمسیة الواصلة إلى سطح الأرض : إن کمیة الإشعاع الشمسی الذی یصل إلى نقطة ما من سطح الأرض تختلف وفقاً لـ :
المتطلبات اللازمة لمشروع الطاقة الشمسیة
- بطاریات الرصاص المفتوحة: یعتبر هذا النوع من البطاریات من الأنواع التی تستخدم بکثرة بالنسبة لهذا المشروع، ولکنه یتم تغییر السائل الذی یوجد بها من فترة لأخرى. - بطاریات الرصاص العازلة للماء: تعتبر هذا النوع من البطاریات یشبه إلى حد کبیر بطاریات الرصاص، ولکنه یختلف بأنه لا یحتاج إلى تغییر السائل. وتتمیز هذا النوع بأنها ذات جودة جیدة بالإضافة إلى السعر المناسب، کما أنها طویلة بالنسبة لعمرها الافتراضی، کما أنها لا تتطلب صیانة کبیرة، کما أنها تعتمد على تیار ضعیف لکی تشحن، بالإضافة إلى مقاومتها للحرارة. - بطاریات النیکل والکادمیوم وکذلک هیدرید المعادن: تتسم هذان النوعان من البطاریات بأنها ذات قدرات صغیرة، بالإضافة إلى أشکالها المختلفة، کما أنها أصغر من بطاریات الرصاص، ولکنها ذات مساویء خاصة بفراغ شحنها بشکل تلقائی. - بطاریات اللیثیوم: تعتبر من الأنواع المستخدمة فی مشروع الطاقة الشمسیة، حیث تعتبر من البطاریات التی تستخدم بکثرة فی الأجهزة الدقیقة مثل الهواتف المحمولة والسیارات الکهربائیة، وتمیز بأنها سریعة فی الشحن. ولکن هذا النوع غیر مناسب لنظام الطاقة الشمسیة بصورة کبیرة، حیث أنها یتم شحنها بصورة دقیقة، بالإضافة إلى أنها قد تنفجر إذا تجاوزت الحد الأقصى من الشحن، لهذا یجب إستخدام منظم شحن یتمیز بجودته العالیة. الغرض من البطاریات الشمسیة: تحول الطاقة الشمسیة إلى طاقة کهربائیة بطریقة مباشرة. استخدامها: تستخدم فی الآلات الحاسبة والأقمار الصناعیة والساعات . اختیار المکان المناسب لإقامة مشروع الطاقة الشمسیة
ممیزات هذا المشروع یعتبر هذا المشروع مربح من الناحیة المادیة ومن الناحیة الاستهلاکیة، حیث أنه بالرغم من تکلفة الطاقة الشمسیة المرتفعة، إلا أن هذه الطاقة تستمر لمدة 25 عاماً، وهو ما یجعلها الأفضل. یعتبر وسیلة نظیفة تحافظ على البیئة حیث لا ینتج عن استخدامها أی ملوثات للهواء مثل تولید الکهرباء من المولدات الغازیة او البترولیة. تعتبر مصدر متجدد حیث ان الطاقة الشمسیة مصدر دائم لا ینفذ ابدا مثل الغاز او البترول یمکن بیع الطاقة الکهربائیة للجمهور فی حالة عدم توفر مصدر حکومی لهم یمکن بیع الطاقة الکهربائیة للشرکة الکهرباء الحکومیة فی حالة وصول الشبکة الى موقع المحطة بعد بناءها دراسة جدوى مشروع الطاقة الشمسیة للمنازل تعد دراسة جدوى مشروع الطاقة الشمسیة للمنازل من الأشیاء البسیطة والتی من الممکن تنفیذها بسهولة، وذلک لسهولة تنفیذ هذا المشروع فوق المنزل، کما أن دراسة جدوى مشروع الطاقة الشمسیة للمنازل توضح بشکل مفصل ما یحتاج إلیه هذا المشروع. کیف تحسب تکلفة مشروع الطاقة الشمسیة؟
حساب الأرباح من هذا المشروع
فکرة مبسطة عن کیفیة العمل: یتضمن التصمیم المقترح للمحطة الشمسیة المتکاملة بالشبکة الکهربائیة یتکون التصمیم من ثلاث مراحل حیث تضم مجموعة من الخلایا الشمسیة هذا بالإضافة إلى المحطة الثانویة للطاقة الکهربائیة ومحولات للتیار الکهربائی المستمر إلى تیار متناوب ثلاثی الطور. وبذلک یتم تجهیز الطاقة الکهربائیة المنتجة فی المحطة . التی تعمل على تغذیة الشبکة الکهربائیة بالطاقة الکهربائیة المنتجة خلال فترة وجود الإشعاع الشمسی تجهز الطاقة الکهربائیة المنتجة المصفوفة الألواح الشمسیة إلى المحطة الثانویة للطاقة الکهربائیة (بالإضافة إلى شحن مجموعة من المجمعات الکهربائیة (بطاریات).. وثم یتم بعد ذلک تغیر نوعیة هذه الطاقة عن طریق محولات التیار الکهربائی و رفع التوتر بحیث یساوی توتر الشبکة. وتعمل المحطة فی فترة اللیل أو فی فترة غیاب الإشعاع الشمسی عن طریق المجمعات الکهربائیة التی تم شحنها فی فترة ظهور الإشعاع الشمسی فان تصمیم المنظومة الشمسیة المباشرة یمکن أن یتکون منمصفوفة ألواح شمسیة مثبته عند زاویة میل محددة بالنسبة للمستوی الأفقی وموجه نحو الجنوب أو مصفوفات للألواح الشمسیة المجهزة بأنظمة التحکم لتوجیه هذه المصفوفات ومتابعة الحرکة الظاهریة للشمس. خطوات العمل
مخطط کفاءة الأجهزة المستخدمة شکل یوضح مسار التیار الکهربائی من الخلایا الشمسیة الى منظم الجهد لشحن البطاریات والتحویل التیار الثابت الى تیار متردد الى تشغیل الأجهزة المنزلیة
الطاقة المتبددة فی الانفرتر ومنظم الجهد ذروة عدد ساعات الاشعاع الشمسی تقریبا 5.479 الطاقة المطلوبة لتشغیل الأجهزة المنزلیة 22.34 KW/DAY الطاقة المفروض تغزی الانفرتر بها = 22.34 / 0.87 = 25.678 KW/DAY للفقد فی الکفاءة 0.13 من الانفرتر والطاقة المفروض تغذی منظم الجهد بها = 25.678/0.88 = 29.179 KW/DAY للفقد فی الکفاءة 0.12 من منظم الجهد. اذن المطلوب حوالى 29.179 کیلو واط لتزوید الانفرتر ومنظم الجهد من الخلایا الشمسیة خلال 5.4 ساعة على مدار الیوم والمطلوب خلال الساعة الواحدة = 291.179/5.4 = 5.4 KW/H کیلو واط ساعة. لوحات الطاقة الشمسیة وبالعودة إلى ترکیب معدات الطاقة الشمسیة فهناک نوعان أساسیان من الألواح المستخدمة وهما الألواح الأحادیة ” مونو” والألواح المتعددة الکریستالات “بولی” أمّا الفرق بینهما فهو أنّ الألواح الأحادیة تعمل بکفاءة أکبر فی المناطق الباردة مقارنة بالألواح متعددة الکریستالات التی تعمل بکفاءة أکبر فی المناطق الحارة لذا هذا النوع یعتبر الاکثر استخداماً فی مناطق الدول العربیة ولحسن الحظ فإنّه أقل سعراً من نظیره. وتترواح قدرة اللوح الواحد الإنتاجیة بین 100 و 350 وات، أما الألواح الأکثر استخداماً فهی التی تنتج الـ 250 وات.أ تکلفة الالواح الشمسیة سعر اللوح ذات قدرة 250 وات ومن نوع متعدد الکریستالات فیترواح بین الـ130 دولار و200 دولار لکل لوح شمسی إلاّ أنّ السعر قد یتفاوت ویتبدل بحسب معاییر أخرى ومنها نذکر اسم الشرکة المنتجة، وجودة الألواح وحتى ایضاً شروط الضمان. وهنا علینا أن نذکر أنّ 4 ألواح مجتمعة یمکنها أن تولد واحد کیلو وات، لذا فإنّ تکلفة واحد کیلو وات تتراوح بین 520 دولار و 800 دولار. اما تکلفة الوات الواحد من الکهرباء فی الطاقة الشمسیة فهو تقریباً 1.6 دولار وهذا الرقم یتناقص مع التطور المستمر الذی یحدث فی هذا المجال. فی حین تکلفة الطاقة الشمسیة لشقة عادیة فهی 200 کیلو وات أی تقریباً 2400 دولار، والجدیر ذکره أنّ هذه التکلفة لیست بسیطة إلاّ أنّها تدوم لمدة 20 سنة. أی انک کشخص لن تدفع فاتورة الکهرباء لمدة 20 سنة إضافة إلى کون اسعار تجهیزات الطاقة الشمسیة قد انخفضت من 6000 دولار إلى 1500 دولار. ومساحة اللوح الشمسی متر فی نصف متر ینتج 150 W/H واط ساعة اذا المتر یعطی 300 W/H واط ساعة مکون من لوح خلایا شمسیة والمطلوب = 5.4 KW/H کیلو واط ساعة أی 5400/300 W/H واط ساعة = 18 متر مربع أی 36 لوح طاقة شمسیة متر فی نصف متر أی 40 لوح تقریبا. بطاریات الطاقة الشمسیة وظیفتها تخزین الطاقة الکهربیة التی ولدتها الألواح اثناء سطوع الشمس فی ساعات النهار. و نستخدم هذه الطاقة الکهربیة المخزنة اثناء فترة غیاب الشمس بالمساء. هذه الفکرة تستخدم فی معظم النظم الکهروضوئیة المستقلة عن الشبکة بالنسبة لأعمدة الأنارة فغالبا ما یتم الأکفاء ببطاریة واحدة أو اثنین. اما الطلمبات فعادة لا تحتاج الی تخزین طاقة و یتم الأکتفاء بالری النهاری. و لا یمکن استخدام بطاریة السیارة فی النظم الفوتوفولطیة لان بطاریة السیارة ستفسد بعد فترة قصیر لانها مصممة لکی تعطیک کمیة کبیرة من الشحنة الکهربیة فی فترة قصیرة. و ذلک علی عکس بطاریات الطاقة الشمسیة التی هی مصممة لکی یتم شحنها طوال فترة سطوع الشمس ثم تقوم بتفریغ شحنتها طوال اللیل و تسطیع ان تقوم بعملیة الشحن فی وقت طویل وبتیار منخفض وکذلک تستطیع تفریغ الشحنة فی وقت طویل. کما ان یمکن شحنها و تفریغها بنسبة تصل الی 50% لتعیش 3000 دورة، وهذا رقم کبیر جدا مقارنة ببطاریة السیارة التی لن تعیش اکثر من 100 دورة عند تفریغها بنسبة 50% حساب تکلفة البطاریات تستخدم بطاریات 24 فولت 200 امبیر / ساعة یتم توصیلها على التوازی ولحساب عدد البطاریات المطلوب تزویدها بها الطاقة المفروض تغذیة البطاریات بها بعد عبور منظم الجهدED) ) 25.678 KW/DAY بافتراض أن کفاءة البطاریات هی = 0.85 EFF)) وبافتراض أیضا ان عمق الشحن = 0.75 DOD)) سعة التیار المطلوب للبطاریات تضح من العلاقة التالیة: CAH = ED/(DOD X EFF) = 25.678/(0.75 X 0.85 X 24) = 16783 تشحن البطاریات لمدة یوم ونصف = 16783 X 1.5 = 2517.45 عدد البطاریات المطلوبة 2517.45/200 = 12.58725 اى 13 بطاریة تقریبا اذا المطلوب 13 بطاریة تقریبا یتم توصیلها على التوازی البطاریة المطلوبة خاص لأستخدامات الطاقة الشمسیة یجب ان تکون بطاریات شحن عمیق حاصلة علی شهادات الجودة ISO!.
منظم الشحن منظم الشحن (solar charge controller) جهاز الکترونی یقوم بتنظیم الجهد الکهربائی الوارد من الخلایا قبل مروره الی البطاریات والصادر من البطاریة الى الحمل الکهربائی وذلک للمحافظة على البطاریات المستخدمة والتاکد من شحنها واستخدامها بصورة أمثل.
وظائف الشاحن الشمسی
الانفرتر هو جهاز یقوم بتحویل التیار المستمر الى تیار متردد .کتحویل جهد بطاریة السیارة الى کهرباء منزلیة
استخدمات الانفرتر هو مصدر کهرباء متنقل لتشغیل الاجهزة المنزلیة الکهربائیة فی حالة انقطاع التیار الکهربائی هوم باور یستطیع تشغیل أکثر من جهاز منزلی فی نفس الوقت وبدون ضوضاء. اکثر استخدام للانفرتر یکون مع الواح الطاقة الشمسیة حیث تقوم الالواح بشحن بطاریات ویقوم الانفرتر بتحویل التیار المستمر المخزون فى البطاریات الى تیار متردد. ( عادة ما یکون ذلک فی الاماکن التی لایصلها کهرباء الشبکة. معاییر اختیار الانفرتر: اولا: قدرة الانفرتر المطلوب فمثلا هل ترید تشغیل کمبیوتر فقط ام ستقوم بتوصیل التلفزیون وبعض اللمبات ام تحتاج لتشغیل احمال اکثر وتقاس قدرة الانفرتر بـالوات بحسبة بسیطة یمکنک حساب استهلاکک او یمکنک سرد الاجهزة التى ستقوم بتشغیلها وسیقوم البائع بتحدید القدرة المناسبة التى تحتاجها لتشغیل تلک الاجهزة. ثانیا: کفائة تحویل الطاقة(Power Efficiency) وهى تحدد جودة الانفرتر فى تحویل التیار المستمر الى تیار متردد وتقاس بنسبة مئویة فمثلا الانفرتر الذى کفائته 86 % یعتبر جید وافضل من الانفرتر الذى کفائته 80% انواع الحمایات الموجودة بالانفرتر فمثلا هل یحتوى على حمایة:
التحذیر: الانفرترات الصینى ذات السعر المنخفض کثیرا ما تکون القدرة الاسمیة او القدرة المدونة علیها اقل بکثیر من القدرة الفعلیة فعلى سبیل المثال قد تقوم بشراء انفرتر بسعر 280 جنیه على انه واحد کیلو وات (1000 وات) ولکن عندما تضع احمال علیه اکثر من 300 وات تجده لا یستطیع تشغیلها والسبب هو ان قدرته الفعلیة لا تتعدى ال300 وات. تثبیت الألواح یمکن تنقسم هیاکل تثبیت الألواح الشمسیة الی ثلأث انواع رئیسیة من حیث الحرکة:
- یدویا مرتین او اربع مرات فی العام فی بدایة کل موسم - عن طریق موتور یعمل فی محور واحد یقوم بتحریک الألواح عدة مرات فی یوم من الشروق حتی الغروب.
- محور شرق – غرب: حیث یتم توجیه الألواح نحو الشرق فی الصباح و تتحرک خلأل النهار حتی یصل بها المطاف الی الغرب عند الغروب. - محور رأسی: عند الشروق تکون الخلایا عمودیة علی اشعة الشمس و بالتالی تکون زاویة توجیها رأسیة، و تبداء هذه الزاویة فی الأنخفاض خلأل التهار مع ارتفاع الشمس فی السماء حتی تصل الی اقل قیمة فی الظهر, وبعدها تبداء زاویة توجیه الألواح فی الأرتفاع لتصل الی الوضعیة الرأسیة مرة اخری عند الغروب.
کابلات الطاقة الشمسیة و مشتملتها کابلات الطاقة الشمسیة من اهم عناصر المنظومة.
أعلى النموذج أسفل النموذج اول خطوة فی تصمیم مقطع السلک هو تحدید شدة التیار المار به هذه الخطوة سهلة بالنسبة دوائر التیار المستمر القادم من الخلایا , حیث یتم استخدام قیمة Isc الموجودة فی مواصفات الألواح فی حال وجود اکثر من مصفوفة شمسیة علی التوالی یکون شدة التیار = عدد المصفوفات علی التوازی × Isc حمایة منظومة الطاقة الشمسیة الفیوزات و القواطع تستخدم فی حمایة منظومة الطاقة الشمسیة من اصطیاد النار إذا حدث ماس کهربائی، کما تحمی الأسلاک من السخونة الزائدة التی تتسبب فی الحرائق. خطورة الحرائق فی المنظومة الشمسیة لها عدة اسباب : الشمس تقوم بتولید الطاقة الکهربائیة بصفة مستمرة, و بالتالی فی حال حدوث ای ماس کهربائی لأ یمکن فصل التیار الأ من خلال هذه القواطع. و الوضع نفسه صحیح بالنسبة الی البطاریات التی تقوم بتفریغ شحنتها الکهربائیة فی النظام بصرف النظر عن وجود ماس کهربائی من عدمه, حتی یتم تفریع هذه البطاریات بالکامل. فی التیار المتناوب AC هناک مرور الطبیعی الی جهد صفر مع کل دورة 50 مرة فی الثانیة الواحدة، عکس التیار المستمر DC حیث الجهد ثابت و التیار یتدفق فی اتجاه واحد بصورة منتظمة. ممنوع تماما فی النظم الشمسیة استخدام ای قواطع تیار AC عادیة غیر مخصصة للطاقة الشمسیة فی لوحات الحمایة لأنها لن تؤدی عملها فی نظم الطاقة الشمسیة و لن تحمی من النار و الحرائق فی حال وجود ای مشکلة. یحدث هذه القوس الناری ایضا عند فصل الأحمال عن التیار المستمر.
الدراسة المیدانیة التکالیف
التکالیف البیئیة لاستخدام مولد کهربائی:
الملوثات الرئیسیة للهواء من الحصول على الطاقة الکهربائیة من مولد کهرباء یعمل بالدیزل
آثار التلوث
نتائج الدراسة حساب الطاقة المسحوبة فی الیوم والشهر للأجهزة المنزلیة طبقا لاسعار الشرکة القابضة للکهرباء بمتوسط 30 فرش للکیلوواط ساعة على 30 یوم شهریا
جدول رقم (1) تحلیل تکالیف بناء محطة تولید طاقة شمسیة فوق سطح المنزل وهی کا الاتی:
یتضح من الجدول السابق ان أسعار لوحات تولید الطاقة الشمسیة لازالت مرتفعه رغم التقدم الهائل فی تصنیعها وهذا راجع الى ارتفاع تکالیف بناء المصانع الخاصة ببناء الخلایة الشمسیة ویحتقر تصنیعها بعض الدول فی العالم ولکن معدل استهلاکها عالی أیضا یصل الى 25 سنة عکس باقی المهمات التی اقتصر معدل لستهلاکها الى عشر سنوات. جدول رقم (2) معدل استهلاک الطاقة الکهربائیة فی منزل بمنطقة صحراء برج العرب اذا وجد شبکة الکهرباء الحکومیة قریبة من المکان
یتضح من الجدول السابق لحساب الطاقة المستخدمة لشالیة عادی فی صحراء برج العرب نجد التکلفة لا تتجاوز 2413.44 جنیة فی حالة وجود الدعم أی هاتکون نسبة الاستفادة من عدم دفع فاتورة الکهرباء2413.44/ 137544.5 = 2% فقط سنویا ولکن فی حالة الغاء الدعم هاتکون نسبة الاستفادة من عدم دفع الفاتورة 8044.8 / 137544.5 = 6% وفی کلا الحالتین لا یکون مغری لای مالک عقار اللجوء الى بناء محطة تولید للکهرباء خاصة ان نسب فوائد البنوک تصل الى 12.5% أی ضعف ما یستفیدة من بناء المحطة ولا یعتقد الباحث ان یلجأ الى بناء المحطة فی الوقت الحالی الا اذا کان مضطر ویصعب علیه التوصیل من الشبکة الحکومیة خاصة ان مستوى استهلاک الکهرباء ینخفض للربع اثناء فترات الشتاء لعدم تشغیل المکیف وانخفاض تشغیل الثلاجة وعدم السهر لساعات طویلة لیلا امام التلفزیون وهذه الحالة هی التی یتم دراستها حالیا. ولکن فی حالة صحراء برج العرب الأمور تختلف تماما حیث یستغل الشالیه فقط اثناء فترة الصیف لفترة قصیرة وبعدها یمکن استغلال المحطة فی بیع انتاجها للحکومة فی حالة قربها من الشبکة فقط وبالتالی تکون اقتصادیة تماما. تکالیف إنتاج الکهرباء عبر الطاقة الشمسیة ما زالت عالیة مقارنة بشراءها من الدولة، غیر أن التطور التقنی وزیادة بناء محطات طاقة شمسیة حول العالم خلال الأعوام القلیلة الماضیة لمقابلة الضغوط البیئیة ومواکبة ارتفاع أسعار الوقود الأحفوری، أدى إلى خفض التکالیف بنسبة کبیرة عما کانت علیه ولکنها مع ذلک ما زالت مرتفعة مقارنة بإنتاج الکهرباء من المصادر التقلیدیة باستخدام الغاز أو البترول فی بدایة الامر. النتائج نقارن تکالیف انتاج الطاقة الکهربائیة عن طریق الطاقة الشمسیة السابقة بالتکالیف انتاج الطاقة الکهربائیة بالوسائل التقلیدیة (مولد دیزل) وهی کالاتی: فی البدایة نحسب تکالیف علاج التلوث من استخدام المولد الکهربائی یعمل بالدیزل التکلفة الخاصة بعلاج اثار التلوث البیئی من تشغیل مولد کهربائی بالدیزل یتم حساب التکلفة للعلاج عن طریق عمل بولیصة تأمین صحی ضد امراض التلوث البیئی لجمیع افراد العائلة المکونة من اربع افراد طبقا للبیانات الاتیة:
بالإضافة الى تکالیف الوقود واختارنا وقود الدبزل لانه الارخص
تکلفة معدلات استهلاک المولد الکهربائی على فترة خمس سنوات
أی التکالیف الیومیة باستخدامة مولد کهربائی تکون کا الاتی:
فی حین تکالیف انتاج الیوم الواحد من الکهرباء بالطاقة الشمسیة 28 بتوفیر 156 جنیة یومیا نقارن تکالیف انتاج الطاقة الکهربائیة عن طریق الطاقة الشمسیة السابقة بالتکالیف انتاج الطاقة الکهربائیة بالوسائل التقلیدیة (الشبکة الحکومیة) وهی کالاتی: جدول (7) تکالیف الکهرباء بشراءها من شرکة الکهرباء الحکومیة
فی حین تکالیف انتاج الیوم الواحد من الکهرباء بالطاقة الشمسیة 28 بزیادة 6 جنیة یومیا الا ان عدم وجود تکالیف لشراء الوقود مثل الدیزل یجعل من الطاقة الشمسیة مصدر اقتصادی بعد استیفاء قیمة الانشاء کاملة علاوة على بیع الفائض اذا امکن للغیر او اذا تم ترکیب شبکة فیما بعد فی المنطقة. وبناءا علیة یتضح عدم صحة الفرض الرئیسی للدراسة "لا یوجد وسیلة تزوید کهرباء للمناطق النائیة بمشروعات الطاقة الشمسیة" بل یوجد وسیلة تزوید کهرباء للمناطق النائیة بمشروعات الطاقة الشمسیة وبالتلی عدم صحة الفرض الفرعی الأول: "لا تتوفر فی مصر وسائل بناء محطات منزلیة للتزوید بالکهرباء بالطاقة الشمسیة" بل تتوفر فی مصر وسائل بناء محطات منزلیة للتزوید بالکهرباء بالطاقة الشمسیة وعدم صحة الفرض الفرعی الثانی: "تکالیف بناء محطات کهرباء منزلیة بالطاقة الشمسیة باهظة التکالیف" بل تکالیف بناء محطات کهرباء منزلیة بالطاقة الشمسیة غیر باهظة التکالیف التوصیات انطلاق مشاریع الزاعة معتمدة تماما على مصادر للطاقة الکهربائیة المعتمدة على الطاقة الشمسیة التغلب على المشاکل التی تواجه المشاریع فی المناطق النائیة بالعلم والبحث بتوظیف التکنولوجیا فی زراعة الصحراء واستخدام مصادر الطاقة المتجددة | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
References | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
- https://nasrsolar.com 2019/ النصر للطاقة الشمسیة
- https://www.money-makers.net/feasibility-study-of-solar-energy-project -می محمد/ دیسمبر 2018
- https://makkahnewspaper.com/article/26936/Makkah 2014
- https://www.tanta2day.com/2019
- https://vapulus.com/blog/ar/2019/Maisa Saad
- https://janoubia.com/2015/03/07/
- https://www.arabsolarenergy.com/2015/12/solar-air-condition.html
- https://www.edarabia.com/ar | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Statistics Article View: 3,588 PDF Download: 1,309 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||