محطة عمل الطاقة الشمسية لتوليد الطاقة الكهروضوئية

محطة طاقة كهرضوئية أو مزارع الشمس هي ذو حجم كبير مصممة لتزويد للشبكة الكهربائية. تكون هذه المحطات مختلفة عن الألواح المتصلة بالأبنية وتطبيقات الشمسية لامركزية الأخرى لأنها تزود الطاقة بشكل ، ولمستخدم محلي أو مستخدمين. يشار إلى هذه المحطات باسم مزارع الشمس خصوصا عندما توضع في مناطق زراعية. وتستخدم تسمية فريدة هي الطاقة الشمسية بسعر الفائدة لوصف هذه النوع من المشاريع. يأتي مصدر هو التي تحول الضوء مباشرة إلى كهرباء. لا يجب الخلط بين هذه المحطات وبين محطات ،التقنية الأخرى التي تنتج كميات كبيرة من الطاقة، والتي تستخدم الحرا. محطة طاقة كهرضوئية أو مزارع الشمس هي ذو حجم كبير مصممة لتزويد للشبكة الكهربائية. تكون هذه المحطات مختلفة عن الألواح المتصلة بالأبنية وتطبيقات الشمسية لامركزية الأخرى لأنها تزود الطاقة بشكل ، ولمستخدم محلي أو مستخدمين. يشار إلى هذه المحطات باسم مزارع الشمس خصوصا عندما توضع في مناطق زراعية. وتستخدم تسمية فريدة هي الطاقة الشمسية بسعر الفائدة لوصف هذه النوع من المشاريع. يأتي مصدر هو التي تحول الضوء مباشرة إلى كهرباء. لا يجب الخلط بين هذه المحطات وبين محطات ،التقنية الأخرى التي تنتج كميات كبيرة من الطاقة، والتي تستخدم الحرارة لتشغيل مجموعة من أنظمة التوليد التقليدية. كلا النوعين لها ميزات ومساؤى، لكن حاليا يوجد توجه كبير نحو تقنية الألواح الكهرضوئية وذلك لعدد من الأسباب. في عام 2013، تفوق عدد محطات الطاقة الكهرضوئية على محطات تركيز طاقة الشمس بحوالي 40 إلى 1. تُصنف بعض البلدان سعة الألواح الكهرضوئية بالميغاواط-بيك (MWp) ويشير إلى خرج للمصفوف الشمسي. على أي حال، يستخدم وكندا وإسبانيا وبعض أجزاء من التصنيف لسعة الألواح بالتحويل من التيار المستمر إلى المتناوب ( MWAC)، تقارن هذه السعة المباشرة كسعات الأشكال أخرى لإنتاج الطاقة. تصنيف ثالث وأقل شيوعا هو تصنيف (MVA). تصمم معظم «حدائق الشمسية» بحجم 1 ميغاواط على أقل التقدير. في عام 2015، أكبر محطة طاقة كهرضوئية بالعالم لها سعة تقارب 600 ميغاواط ويوجد تخطيط لمشاريع بحجم 1 غيغاواط. وبنهاية 2015 بني حوالي 3400 مشروع بمجموع سعات 60 غيغاواط و. . بنيت أول محطة طاقة كهرضوئية بواسطة أركو سولار بقوة 1 MWp في لوغو قرب بنهاية عام 1982، بعدها بعام 1984 محطة بقوة 5.2 MWp في سهل كاريزو (: Carrizo Plain)‏. لم تعد كلا المحطتان في الخدمة وأن كان سهل كاريزو موقع لعدد من المحطات الكبيرة التي ركبت أو يخطط لتركيبها. عندما تبنى عدد كبير من المحطات الشمسية تبدأ المرحلة التالية وهي النسخة المحسنة 2004 للتعرفة حسب التغذية (تعريفة مخصصة ). بنيت عدة مئات المحطات بقوة تفوق 1 MWp في ألمانيا و50 من هذه المحطات بقوة تفوق 10 MWp. أصبحت السوق الأكبر للطاقات المتجددة بعد تقديمها للتعرفة حسب التغذية وذلك ب60 محطة بقوة 10 ميغاواط ومافوق. وأصبحت دول مثل الولايات المتحدة والصين والهند وفرنسا وكندا وإيطاليا وغيرها أسواق ضخمة لمحطات الطاقة الشمسية. يتم التخطيط لمواقع كبيرة بسعة مئات الميغايات ومشاريع بحجم 1 غيغاواط تحت الإنشاء أيضا. . تعتمد مساحة الأرض لإنتاج كمية طاقة معينة على مكان الأرض وميلها وفعالية الألواح الشمسية ونوع التوصيلات. تستخدم المصفوفات المتحركة ألواح شمسية نموذجية بفعالية 15% تقريبا في المواقع الأفقية وتحتاج 1 ل/ميغاواط في المنطقة الاستوائية ويرتفع هذا الرقم إلى أكثر من 2 هكتار في شمال أوروبا. بسبب طول الظل للمصفوف يوزع بحيث يميل بزواية حادة، هذه المنطقة عادة تكون أعلى ب10% لمصفوف ميلانه قابل للتغيير أو ملاحق بمحور واحد، وأعلى ب20% لملاحق بمحورين، تعتمد هذه الأرقام بشكل كبير على المنطقة وطوبوغرافيا الأرض. أفضل المواقع لمحطات الطاقة الكهرضوئية بالنسبة لاستخدام الأرض هي الحقول البنية أو أرض لسيت ذو قيمة تجارية. حتى في الأراضي المزروعة، يمكن إعداد الموقع المخصص لإقامة محطة الطاقة الكهرضوئية واستعماله لأغراض إنتاجية أخرى مثل زراعة المحاصيل أو التنوع البيئي. الزراعة بالطاقة الشمسية هو مصطلح مشترك لاستخدام الأرض نفسها لكل غرض إنتاج الطاقة الشمسية وغرض زراعة التقليدية بالحقل. وجدت دراسة حديثة أن قيمة إنتاج الطاقة الشمسية المرتبطة مع إنتاج المحاصيل تقدم زيادة بنسبة 30 % بالقيمة الاقتصادية من نشر أنظمة الزراعة بالطاقة الشمسية عوضا عن الزراعة التقليدية. تبنى عدد من محطات الطاقة الشمسية المختلفة بمالكين ومتعهدين مختلفين في مواقع متجاورة. يعطي هذا الحل ميزة تقليل الكلفة وخسائر المشروع مثل كوصل الشبكة والموافقة على خطة البناء. ويمكن أن تشترك محطات الطاقة الشمسية مع مزارع الرياح بالموقع. ويستخدم مصطلح مزرعة الشمس في هذه الحالة أكثر من محطة طاقة شمسية. . معظم المحطات الشمسية لها أنظمة ربط الكهرضوئية، تعرف باسم محطات الطاقة الشمسية بالحقول المفتوحة. يمكن أن تكون متحركة أو تستخدم محور أحادي أو ثنائي لتعقب حركة الشمس. حيث التعقب يحسن من الأداء ككل ويزيد من كلفة إنشاء النظام وصيانته. يحول العاكس الكهربائي طاقة المصفوف الشمسي من التيار المستمر إلى التيار المتناوب ويكون التوصيل إلى شبكة بفولط عالي، تنقل الكهرباء على ثلاثة مراحل من عادة بتيار 10كيلو ومافوق. وهي أنظمة فرعية تحول الضوء الساطع عليها إلى . تتألف المصفوفة من عدة ألواح شمسية موصولة ببنية مدعمة ومترابطة بحيث تنقل الطاقة إلى الأنظمة الفرعية. نادرا ماتركب المحطات الشمسية على ويستخدم مصفوفات الطاقة الشمسية المتكاملة مع الأبنية. تكون الأغلبية بشكل أنظمة الحقول المفتوحة وتستخدم بنية الربط الأرضية ولها الأنواع التالية: تستخدم معظم المشاريع بنية ربط توصل فيها الألواح الشمسية بانحدار مثبت مدورس لتعطي أفضل خرج في كل أيام السنة. توضع الألواح الشمسية باتجاه الشرق نحو خط الاستواء، وبميل زاوي أخفض من ارتفاع الموقع. في بعض الحالات تختلف درجة الميلان المستخدمة أو توازن المصفوفات من المحور الشرقي الغربي العادي حسب تفضيل الخرج الصباحي أو المسائي اعتمادا على المناخ المحلي، شكل الأرض أو نظام التسعير الكهربائي الحكومي. يختلف شكل هذا التصميم باختلاف عمل المصفوفات حيث تعدل زواية الميلان مرتين أو أربعة سنويا للحصول على خرج مثالي لكل فصل. وتتطلب أيضا مساحة أرض إضافية لتقليل التظليل الداخلي في زواية ميلان الشتاء الحادة. من النادر تعديل الكلفة الإضافية أو تعقيد هذا التصميم، لأن زيادة الخرج هي أجزاء قليلة من المائة فقط. توضع الألواح الشمسية نحو باتجاه الشرقية لزيادة قوة الإشعاع القادم. ولتحقيق ذلك، تستخدم المصفوفات متعقبات بمحورين لتتبع الشمس بحركتها اليومية الدائمة في السماء، وارتفاعها المتغير خلال السنة. تفصل هذه المصفوفات عن بعضها لتقليل التظليل الداخلي كلما تحركت الشمس وتغير توجيه المصفوفة ولهذا الغرض نحتاج مساحة أرض إضافية. وتتطلب آلات معقدة إضافية لصيانة سطح المصفوفة عند زواية معينة. يزداد خرج النظام بنسبة 30% في المواقع ذات المستويات العالية من الأشعة الشمسية المباشرة، لكن يتناقص في المناخ المعتدل أو عند المناخات ذات الكبير وذلك لوجود الغيوم. وذلك يشاع استخدام المتعقابات بمحورين في المناطق شبه الاستوائية. أول من وضع هذه المتعقبات على مستوى تجاري هي محطة لوغو. يحقق هذا النوع الثالث بعض فوائد التعقب مع التقليل في حجم الأرض المستخدمة وكلفة التشغيل وحجم رأس المال. ويعمل هذا المتعقب بتتبع الشمس ببعد وحيد خلال رحلة الشمس اليومية لكن ليس مكيفا مع تحركها خلال الفصول. تكون زواية المحور أفقية عادة، إلا أن بعض منها مثل المزرعة الشمسية في قاعدة نيليس الجوية حيث تميل بزواية 20°، يميل باتجاه خط الاستواء بالتوجيه الشمالي-الجنوبي ويجمع بشكل فعال بين التعقب والميل الثابت. . • • محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية، والمعروفة أيضًا باسم الحدائق الشمسية أو المزارع الشمسية، هي منشآت واسعة النطاق تولد الكهرباء عن طريق تحويل ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية باستخدام الألواح الكهروضوئية.