الحقيبة الشمسية

مشاكل انقطاع التيار الكهربائي من أكثر المشاكل التي تمس الحياة اليومية لكثير من سكان العالم العربي. مما أدى إلى رواج كثير من الحلول البديلة كالبطاريات ومولدات الكهرباء بأشكالها المختلفة. لكن لم تستطع هذه الحلول من إيجاد حل فعال إذ أنها غالبا تعتمد على مصادر أخرى كالوقود أو حتى الكهرباء في حالة البطاريات. في مقالنا اليوم، سنقدم نوعا آخر من المولدات التي قد تكون في متناول الجميع كما أن مصدر الطاقة المغذي لها في متناول الجميع أيضا.

لقد تم تصميم هذه المولدة من قبل فريق في شمال ولاية كارولاينا الأمريكية على شكل حقيبة بالاعتماد على بطاريات ذات جودة عالية قابلة للشحن عبر لوح شمسي مدمج. كما يمكن أيضا شحن البطارية من مأخذ كهرباء اعتيادي في حال توافره.

تمكن هذه "الحقيبة الشمسية" مستخدمها من شحن الهواتف الجوّالة، تشغيل الكومبيوتر المحمول أو الراديو، وتزويد الأضواء بالطاقة اللازمة لتشغيلها. حيث أنه تم تطوير هذا الجهاز لتوليد الكهرباء في حالات انقطاع التيار الكهربائي وحالات الطوارئ كما حالات التخييم والنزهات.

قام مصمموا هذا الجهاز بإتاحة أغلب المآخذ الشائعة في الأجهزة الكهربائية والالكترونية كالـ USB، الـ AC، والـ DC كي يناسب مختلف الاحتياجات والاستخدامات. كما أن المصممين قد ضمنوا بعض الأدوات التي قد يحتاجها المستخدم كوحدة إنارة مكونة من أضواء الـ LED الموفرة للطاقة ووحدة مراقبة لحالة البطارية لمساعدة المستخدم على معرفة ما تبقى لديه من طاقة.

أما للمهتمين بالتفاصيل الفنية لهذا الجهاز، القائمة التالية توضح أهم الخواص والمواصفات الخاصة بهذه المولدة:

- عاكس طاقة (inverter) ووحدة تحكم بالشحن مدمجين.

- بطارية ذات سعة 18 أمبير ساعي، 15 واط.

- لوح شمسي: 15W mono crystalline silicon.

- مأخذ دخل: 100-240VAC / 50-60Hz fused at 2A.

- مأخذ خرج AC: 120VAC 60Hz 150W modified sine wave.

- مأخذ خرج DC: 12VDC 8A unregulated PTC fused.

- مأخذ USB: 5V 500mA.

- بطاريات إضافية: 2x12VDC 9AHr SLA.

- تيار الشحن المتناوب AC: ~2 Amp.

- تيار الشحن من الوحدة الشمسية: ~750mA.

- الفيوزات: 16A 5x20 (موزعة بشكل منفصل على اللوحة الداخلية).

ولكي نكون قد أدينا واجبنا على أتم وجه، سنطرح في القسم التالي من المقال شرحا مبسطا عن الخلايا الشمسية. ليصبح بإمكانية أي شخص ذو خبرة بالأنظمة الكهربائية المنزلية المعتادة ربط مفهوم عمل الخلايا الشمسية لخبرته.

الخلايا الشمسية (الكهرضوئية) :

- مبدأ العمل:

تقوم الخلايا بتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية بواسطة التأثير الكهرضوئي. ويعرف التأثير الكهرضوئي بأنه قدرة المادة على إطلاق الالكترونات عند تعرضها للضوء (اصطدام الفوتونات).

- المادة الفعالة المستخدمة:

السيليكون معروف بأنه مادة نصف ناقلة (له بعض خواص المعادن وبعض خواص العوازل الكهربائية)، مما يجعله المادة الرئيسية في صناعة الخلايا الشمسية شئنها شئن جميع العناصر الالكترونية. حيث أن درجات الإشابة المختلفة للسيلكون يشكل الأنماط P و n، والذين سيمثلان المصعد والمهبط.

- ماذا يحدث عندما تشرق أشعة الشمس على الخلايا الكهرضوئية ؟

كما يعرف البعض، يتكون الضوء من جسيمات ضئيلة تدعى بالفوتونات .وعند اصطدام الفوتونات بذرات السيليكون تنتقل طاقة الفوتونات مما يحدث حالة من عدم الاستقرار في مستويات الطاقة الذرية، وكنتيجة لذلك تحرر الالكترونات من ذراتها. حركة الالكترونات ضمن بنية وصلات السيلكون (p و n)، سيشكل التيار الكهربائي.

طبعا الأمر قد لا يكون بالبساطة التي يبدو عليها، لا من ناحية التصنيع ولا من ناحية الكفائة. فتصنيع وتطوير الخلايا الشمسية يعد الشغل الشاغل لكثير من الباحثين. المقال التالي يظهر أحد الأبحاث عن دمج البطاريات والخلايا الشمسية معا. هنا

وفي الختام، نذكرك عزيزي القارئ أن المصممين الأمريكيين لم يقوموا بتصنيع مكونات الجهاز السابق، بل قاموا بتجميعها فقط. فإن كانت هذه المكونات متوافرة حولك فقد تكون هذه فرصتك لتوفير حل لانقطاع التيار الكهربائي وقد تكون بداية فكرة لمشروع تجاري يفيدك ويخدم المجتمع من حولك.

المصدر :

هنا

هنا

مصدر الصورة: هنا