تطبيق نظام توليد الطاقة الشمسية لأعمدة إنارة الشوارع الشمسية - شركة ليتل سولار المصنعة

على الرغم من تأثر توليد الطاقة الشمسية بالليل والنهار والأمطار والفصول، إلا أنه يمكن تنفيذه بطريقة لامركزية، مما يجعله مناسبًا لكل منزل لتوليد الكهرباء بشكل منفصل، مع ضرورة ربطه بشبكة الكهرباء العامة، ليتمكن كل منزل من بيع الفائض عند توفره. كما يمكن لشركة الكهرباء شراء الفائض عند نقصه. إن التقنية اللازمة لتحقيق ذلك ليست معقدة، ويكمن التحدي في توفير الحماية القانونية المناسبة. في الوقت الراهن، وضعت دول متقدمة كالولايات المتحدة واليابان قوانين مماثلة لضمان مصالح الأسر في مجال توليد الطاقة الشمسية وتشجيعها على ذلك. في أبريل 1992، نجحت اليابان في ربط نظام توليد الطاقة الشمسية بشبكة الكهرباء العامة، وبدأت بعض المنازل بتركيب معدات توليد الطاقة الشمسية. ومنذ عام 1994، طبقت وزارة التجارة الدولية والصناعة اليابانية نظامًا لدعم ثلثي تكلفة شراء معدات توليد الطاقة الشمسية للمنازل. يُشترط تزويد 1000 أسرة في السنة الأولى و70000 أسرة في عام 2000 بمعدات توليد الطاقة الشمسية. وتشير تقديرات الجهات اليابانية المختصة إلى أنه في حال تزويد 80% من المنازل البالغ عددها 21 مليون منزل في اليابان بمعدات توليد الطاقة الشمسية، فسيتمكنون من تلبية 14% من إجمالي الطلب على الكهرباء في البلاد، ما يمثل 30% إلى 40% من إجمالي الكهرباء الوطنية. ويُعدّ ارتفاع التكلفة العائق الرئيسي أمام انتشار توليد الطاقة الشمسية. فلكي يُلبي نظام توليد طاقة بقدرة 3 كيلوواط احتياجات الكهرباء المنزلية العامة، تتراوح التكلفة بين 6 و7 ملايين ين، دون احتساب أجور التركيب. ويرى الخبراء المختصون أن انتشار توليد الطاقة الشمسية على نطاق واسع لن يتحقق إلا بانخفاض التكلفة إلى ما لا يقل عن مليون إلى مليوني ين. ويكمن مفتاح خفض التكاليف في تحسين كفاءة تحويل الطاقة في الخلايا الشمسية. أعلنت شركتا تكساس إنسترومنتس وإس سي إي مؤخرًا عن تطويرهما لخلية شمسية جديدة، تتكون كل وحدة منها من حبة صغيرة يقل قطرها عن 1 ملم، موزعة بكثافة وانتظام على رقائق ألومنيوم ناعمة، تمامًا كما تلتصق بيوض ديدان القز بالورق. يوجد 1700 وحدة من هذه الخلايا موزعة على مساحة تقارب 50 سنتيمترًا مربعًا. تتميز هذه البطارية الجديدة بانخفاض تكلفتها، على الرغم من أن كفاءة تحويل الطاقة فيها تتراوح بين 8% و10% فقط. إضافةً إلى ذلك، فإن طبقة الألومنيوم الداعمة ناعمة ومتينة، ويمكن طيها بسهولة كقطعة قماش، مما يجعلها سهلة التعليق في مكان مشمس لتوليد الكهرباء. يُزعم أن استخدام هذه الخلايا الشمسية الجديدة سيرفع تكلفة توليد الطاقة لكل واط إلى ما بين 1.5 و2 دولار أمريكي، كما يمكن خفض تكلفة الكهرباء لكل كيلوواط ساعة إلى حوالي 14 سنتًا، مما يجعلها قادرة على منافسة الكهرباء المنتجة من محطات الطاقة التقليدية. تُعلّق كل عائلة هذا النوع من البطاريات على سطح منزلها أو جداره المُشمس، وتستطيع الحصول على 1000 أو 2000 كيلوواط/ساعة من الكهرباء سنويًا. مجالات التطبيق: 1. تزويد المنازل بالطاقة الشمسية: (1) مصدر طاقة صغير يتراوح بين 10 و100 واط، يُستخدم في المناطق النائية التي تفتقر للكهرباء، مثل الهضاب والجزر والمناطق الرعوية ومراكز حرس الحدود وغيرها من الاستخدامات المدنية والعسكرية للكهرباء، كالإضاءة والتلفزيون وأجهزة التسجيل وغيرها؛ (2) نظام توليد طاقة متصل بالشبكة الكهربائية على أسطح المنازل بقدرة 3-5 كيلوواط؛ (3) مضخة مياه تعمل بالطاقة الشمسية: تُستخدم لتوفير مياه الشرب والري من الآبار العميقة في المناطق التي تفتقر للكهرباء. 2. مجال المرور: مثل أضواء المنارات، وأضواء إشارات المرور/السكك الحديدية، وأضواء التحذير/الإشارات المرورية، وأضواء الشوارع، وأضواء العوائق على ارتفاعات عالية، وأكشاك الهاتف اللاسلكي على الطرق السريعة/السكك الحديدية، وإمدادات الطاقة غير المراقبة للطرق، وما إلى ذلك. 3. مجال الاتصالات: محطة ترحيل الميكروويف الشمسية غير المراقبة، ومحطة صيانة الكابلات الضوئية، ونظام إمداد الطاقة للبث/الاتصالات/النداء؛ 4. أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية للهواتف المحمولة في المناطق الريفية، وأجهزة الاتصالات الصغيرة، وأنظمة تزويد الطاقة للجنود بنظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، إلخ. 5. مجالات البترول والبحر والأرصاد الجوية: أنظمة الطاقة الشمسية ذات الحماية الكاثودية لخطوط أنابيب النفط وبوابات الخزانات، وإمدادات الطاقة الأساسية والطارئة لمنصات حفر النفط، ومعدات الكشف البحري، ومعدات الرصد الجوي/الهيدرولوجي، إلخ. 6. إمدادات الطاقة للمصابيح المنزلية: مثل مصابيح الحدائق، ومصابيح الشوارع، والمصابيح المحمولة، ومصابيح التخييم، ومصابيح تسلق الجبال، ومصابيح الصيد، ومصابيح الأشعة فوق البنفسجية، ومصابيح التنقيب، والمصابيح الموفرة للطاقة، إلخ. 7. محطات الطاقة الكهروضوئية: محطات طاقة كهروضوئية مستقلة بقدرة 10 كيلوواط إلى 50 ميجاواط، ومحطات طاقة تكميلية تعمل بالطاقة الشمسية والرياح (الديزل)، ومحطات شحن متنوعة لمحطات مواقف السيارات الكبيرة، إلخ. 8. المباني الشمسية: سيمكن الجمع بين توليد الطاقة الشمسية ومواد البناء المباني الكبيرة في المستقبل من تحقيق الاكتفاء الذاتي من الكهرباء، وهو اتجاه تنموي رئيسي في المستقبل. 8. تشمل المجالات الأخرى ما يلي: (1) التوافق مع السيارات: المركبات الشمسية/المركبات الكهربائية، ومعدات شحن البطاريات، ومكيفات هواء السيارات، ومراوح التهوية، وصناديق المشروبات الباردة، وما إلى ذلك؛ (2) إنتاج الهيدروجين الشمسي وأنظمة توليد الطاقة المتجددة بخلايا الوقود؛ (3) إمداد الطاقة لمعدات تحلية مياه البحر؛ (4) الأقمار الصناعية، والمركبات الفضائية، ومحطات الطاقة الشمسية الفضائية، وما إلى ذلك.