هندسة الطاقة المتجددة: الطاقة الشمسية وأنظمتها – جامعة

مقدمة في هندسة الطاقة المتجددة

هندسة الطاقة المتجددة (Renewable Energy Engineering) هي فرع الهندسة المختص بتصميم وتطوير وتشغيل أنظمة توليد الطاقة من المصادر الطبيعية المتجددة كالشمس والرياح والمياه والكتلة الحيوية. تعتبر الطاقة الشمسية (Solar Energy) من أهم مصادر الطاقة المتجددة وأكثرها انتشاراً، خاصة في الدول ذات الإشعاع الشمسي العالي كالجزائر.

أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية (PV)

تحول الألواح الكهروضوئية ضوء الشمس مباشرة إلى كهرباء. أنواع الخلايا الشمسية: أحادية البلورة (كفاءة 18-22%)، متعددة البلورة (15-18%)، والأغشية الرقيقة (10-12%). يتكون النظام من: الألواح، المنظم، البطاريات، والعاكس.

أنظمة الطاقة الشمسية الحرارية

المجمعات الشمسية المسطحة لتسخين الماء، المجمعات الأنبوبية المفرغة للدرجات الحرارة الأعلى، ومحطات الطاقة الشمسية المركزة (CSP) لتوليد الكهرباء.

مزايا وتحديات الطاقة الشمسية

المزايا: مصدر مجاني، صديق للبيئة، قلة الصيانة. التحديات: الاعتماد على النهار، التكلفة الأولية المرتفعة، تخزين الطاقة.

الطاقة الشمسية في الجزائر

تمتلك الجزائر إمكانيات شمسية هائلة (2000-3500 ساعة سطوع سنوياً). البرنامج الوطني للطاقة المتجددة يهدف لـ 22,000 ميغاواط بحلول 2030.

تطبيقات عملية

منزل يستهلك 10 كيلوواط ساعي يومياً، بمتوسط 5 ساعات شمس: يحتاج ألواحاً بقدرة 2000 واط (5 ألواح 400 واط) و4 بطاريات 12V/200Ah.

للاستزادة، يمكن الاطلاع على درس ميكانيكا الكم: مبادئ أساسية ودالة الموجة ودرس الكيمياء العضوية: المركبات الهيدروكربونية وتفاعلاتها.