خلايا الوقود العكوسة Regenerative Fuel Cells :
خلايا الوقود العكوسة(RFC) هي نظام يعمل كدارة مغلقة ويمكن أن يخدم كعنصر اقتصادي متجدد لتوليد الهيدروجين. خلايا الوقود التي تولد كهرباء, حرارة وماء مقطر من الهيدروجين والأكسجين ممكن أن تستخدم لتوليد الطاقة للمصانع ووسائل النقل والمنازل، كما يمكن توليد الهيدروجين من عملية التحليل الكهربائي للماء, عبر تحليله للهيدروجين والأكسجين باستخدام طاقة متجددة مثل طاقة الرياح أو الشمس أو حرارة جوف الأرض.
عند استخدام النظم الكهروضوئية في إنارة الشوارع كان لا بد من البحث عن أجهزة إنارة أكثر توفيراً للطاقة لخفض 
الاستهلاك وبالتالي تقليل استطاعة المدخرات المستخدمة في تخزين الطاقة كون الإنارة المطلوبة في ساعات الليل فقط وبذلك يتم تخفيض الاستطاعة الكهربائية المطلوبة من اللوحات الكهروضوئية مما يؤدي إلى تقليل كلفة النظام الكهروضوئي ويصبح أكثر منافسة للنظم التقليدية لإنارة الشوارع.
فكما تنافس الألواح الشمسية وتتحدى تقنيات توليد الطاقة التقليدية لمصلحة البيئة, فإن مصابيح الليد تشكل البدائل التي ستنافس التقنيات المضيئة في هذه الأيام كمصابيح الفلوريسنت والمصابيح المتوهجة التقليدية .
تبعا لدراسة أجريت من قبل روبرت غرو مدير العلاقات الحكومية لأعظم مجلس تجارة في واشنطن فإن المناطق الحضرية العشرة الأكبر في الولايات المتحدة يمكن أن تخفض انبعاث ثاني أكسيد الكربون ب 1,2 مليون طن متري , ويوفر 90 مليون دولار بالسنة, بالتحويل إلى الإضاءة الأكثر كفاءة مثل الليد.
فيما يلي سنوضح كيفية عمل الليد وخصائصه بالمقارنة مع المصابيح التقليدية.
خلايا الميثانول Direct Methanol Fuel Cells :
التقنية المستخدمة في خلايا الميثانول (DMFC) لازالت بمراحل مبكرة من التطور، لكنها مرشحة للاستخدام بتغذية الهواتف النقالة والكمبيوترات المحمولة بالسنوات المقبلة. خلايا الميثانول مشابهة لخلايا الوقود ذات غشاء التبادل الالكتروني بأن لها وسيط بولميري وحاملات الشحنة هي ايونات الهيدروجين (البروتونات)، لكن الميثانول السائل (CH3OH) يؤكسد بوجود الماء في القطب الموجب ويولد ثاني أكسيد الكربون CO2, وايونات الهيدروجين والالكترونات التي تسري بالدارة الخارجية مكونة تيار كهربائي. ايونات الهيدروجين تعبر من خلال الوسيط وتتفاعل مع الأكسجين من الجو ومع الالكترونات من الدارة الخارجية وتشكل ماء عند القطب السالب .
محطات طاقة المد والجزر Tide and Ebb Power Stations :
يتطلع العالم بأسره إلى مصادر بديلة للطاقة التقليدية (فحم – غاز- وقود) والحصول على طاقة نظيفة ومتجددة فكانت هذه التطلعات إلى المصادر المتاحة حولنا وهي (الشمس-الرياح-الماء(. وكانت المحيطات والبحار ومنذ فترة طويلة هي المصدر المحتمل للطاقة البديلة حيث تحمل حركة المحيط طاقة، على شكل مد وجزر وأمواج وتيارات مائية، حيث أن العالم يعتمد في 90% من طاقته الكهربائية على المصادر التقليدية، وهناك بعض الدول التي كانت سباقة إلى استعمال هذه التقنية الحديثة مثل فرنسا وانكلترا والولايات المتحدة الأمريكية.
خلايا وقود غشاء التبادل البروتوني Proton Exchange Membrane Fuel Cells :
خلايا الوقود ذات غشاء التبادل البروتوني(PEMFC) هي من أفضل أنواع خلايا الوقود للاستخدام كمصدر كهربائي يغذي وسائل النقل الذي قد يستخدم في المستقبل كبديل لمحركات الاحتراق الداخلي internal combustion engines التي تستخدم الديزل أو الغازولين كوقود. أول استخدام لهذه الخلايا كان بالستينات من قبل ناسا في (NASA Gemini program). يتم حاليا تطوير خلايا وقود غشاء التبادل الالكتروني وتعمل في أنظمة باستطاعة من 1W إلى 2kW.
منحني الخواص I-V
عند سقوط الإشعاع الشمسي على الخلية الكهرضوئية تتولد حوامل الشحنة, والتي تسمح للتيار بالتدفق عبر الحمل. وبسبب كون التيار المتولد يتأثر بشكل مباشر بالإشعاع الضوئي الساقط, لذلك يتم تمثيل تيار التوليد الناتج عن الضوء (تيار الإضاءة) Iph بمولد تيار على التفرع مع الديود الممثل للوصلةp-n. يكون تيار الخرج مساوياً الفرق بين تيار الإضاءة وتيار الظلام أو تيار الديود الطبيعي ID
مبدأ عمل الخلية الشمسية:
الخلية الشمسية هي وحدة تحويل الاستطاعة الأساسية في النظام الكهروضوئي أي هي عبارة عن محولات كهروضوئية تقوم بتحويل ضوء الشمس مباشرة إلى كهرباء، وهي مواد نصف ناقلة أحادية البلورة أو متعددة البلورات وحساسة ضوئيًا ومحاطة بغلاف أمامي وخلفي موصل للكهرباء.
وهي عبارة عن نصف ناقل ذراته تحتوي على أربعة الكترونات في مدارهاالخارجي وتدعى بإلكترونات التكافؤ Valence electrons. تجاوز المردود المخبري للخلايا الشمسية 30% أما المردود العملي فهو أقل من نصف هذا الرقم .
خلية وقود الأوكسيد الصلب Solid Oxide Fuel Cell :
خلية وقود الأكسيد الصلب (SOFC) هي حالياً خلية الوقود ذات أعلى درجة حرارة للتشغيل حيث أنها تعمل بمجال ما بين 600ºC–1000ºC وتستخدم أنواع وقود مختلفة. حتى تعمل الخلية الوقودية بدرجة الحرارة العالية هذه يكون الوسيط فيها عبارة عن مادة خزفية صلبة رقيقة (solid oxide) موصلة لايونات الأكسجين (O-2) وقد طورت خلايا الوقود هذه في نهاية الخمسينات. هذا النوع من الخلايا يصمم بطريقتين إما بشكل مسطح أو اسطواني.
خلايا وقود الكربون المذاب Molten Carbonate Fuel Cells (MCFC) :
هي من أنواع خلايا الوقود ذات درجات الحرارة العالية درجة حرارة العمل المرتفعة تسمح باستخدام الغاز الطبيعي كوقود مباشرة بدون الحاجة لاستخدام وحدة لمعالجة الغاز fuel processor ويمكن استخدام وقود ذو طاقة حرارية منخفضة من المصانع ومصادر الوقود الأخرى. طورت خلايا وقود الكربون المائعة بمنتصف الستينات حيث تم تطوير طرق استخراج المواد المصنعة منها وتم تطوير أداءها وقدرت تحملها endurance.
إن الهدف الأساسي من منظمات الشحن هو عملية تنظيم شحن المدخرة بمعنى السماح بالشحن الكامل للمدخرات دون الوصول إلى حالة الشحن الزائد ,كما تمنع منظمات الشحن عودة التيار من المدخرات إلى الخلايا الشمسية في المساء (حيث في الظلام تعتبر الخلية الشمسية كحمل مستهلك للطاقة). في حال استخدام نظام شمسي موصول إلى المدخرات دون وجود حماية ضد الشحن الزائد للمدخرات فإن المدخرات سوف تتعرض للخطر وقد ينقص من عمرها بشكل ملحوظ.
Loading ...نتيجه للانتشار في استخدام الألواح الشمسية والتوجه الدائم لزيادة القدرة والتطور الدائم في النوع والكفاءة والتنافس الشديد بين المنتجين والمصنعين، يوجد الآن العديد من الألواح الشمسية في الأسواق, تختلف إحداها عن الأخرى في بعض الأحيان في الفولت والقدرة وشدة التيار. مع العلم أنه ليس من المفضل توصيل ألواح شمسية مختلفه في المواصفات الفنية ولكنه ليس[…]
الاستفاده من مصادر الطاقة المتجددة في الوقت الحالي في مصر أصبحت ضرورة ملحّة لأسباب عدة أولها أن مزيج إنتاج الكهرباء في مصر يعتمد فقط على الوقود الأحفوري، وهذا له أثر سلبي كبير على البيئة، عدا ان مصر ليست دولة مصدرة للبترول وانتاجها الحالى لا يكفي للاستهلاك المحلي، وكل هذه المصادر غير آمنة لضمان استمرار امدادات[…]
“ليس لدي أي شك بأننا سوف ننجح في حصاد الطاقة الشمسية، ولو كانت أشعة الشمس أسلحة حرب، لكنا امتلكنا الطاقة الشمسية منذ عقود مضت.” جورج بورتر، كيميائي بريطاني حاصل على جائزة نوبل بالكيمياء عام 1967 سوف نستعرض هنا أكبر محطات الطاقة الشمسية في العالم بناءً على الاستطاعة المنتجة من كل محطة:
وضعت الحكومة الأمريكية مؤخراً أهداف طموحة للتوجه للطاقات المتجدّدة. يلقي هذا الرسم البياني نظرة على عامة على قطاع الطاقةَ خلال السَنوات الـ60 الماضية ودور الطاقةِ الشمسية في تحقيق هذه الأهداف. مصدر البيانات هو وكالة معلومات الطاقةِ (Energy Information Administration (EIA و جمعية صناعاتِ طاقةِ شمسيةِ (Solar Energy Industries Association (SEIA ومراجعات لوضع صناعة الخلايا الشمسية في عام 2009.
المحلل The Electrolyzer المحلل هو جهاز يقوم بتحليل الماء إلى عناصره الأولية وهو عنصر أساسي في أنظمة خلايا الوقود المتصلة مع الخلايا الشمسية أو ما يسمى أنظمة “هيدروجين – شمس”, تقوم هذه الأجهزة بتحويل الطاقة الكهربائية من الخلايا الشمسية إلى غاز الهيدروجين. ولها عدة أنواع : محللات ذات الضغط العالي, ذات الحرارة العالية, ذات الحرارة[…]
يوضح الرسم البياني التالي الحقيقة المخيفة للتغير المناخي, ويوضح حجم المشكلة التي سنواجهها إذا لم نتّخذ الإجراءات اللاّزمة. إن ارتفاع درجة حرارة الأرض درجة ونصف سيليزوس عن ما كانت عليه قبل الثورة الصناعية هو أمر محتم لا يمكن الهروب منه, بما أننا أنتجنا كمية من ثاني أكسيد الكربون كافية لتسبب هذا الأرتفاع, نحن الآن نستهلك[…]
نشرنا في مقال سابق تحت عنوان أبرز أخبار الطاقات البديلة في عام 2011 أن مخترع ياباني يحول الأكياس البلاستيكية إلى نفط ، ومع ازدياد الشهرة التي تكتسبها هذه التقنية نعيد نشر الخبر مع المزيد من التفصيل. كلنا نعلم أن البلاستيك مادة مضرة بالبيئة على كثير من الأصعدة بدايةً من مرحلة التصنيع، حتى عند التخلص منه[…]
ما هو الأطلس العالمي لطاقة الشمس والرياح ؟ هو عبارة عن أطلس الكتروني يحتوي على معلومات شاملة عن قيمة الطاقات المتجددة المتوفرة بالعالم. حيث يوفر خرائط من معاهد تقنية من حول العالم وأدوات تساعد على تقييم تقنيات الطاقات المتجددة وإمكانية استخدامها. يعتبر الأطلس محفز أساسي لدعم تطور سياسات الطاقة وخططها المستقبلية, ويعمل أيضاً على دعم[…]
بعد أن وصلتنا العديد من الطلبات التي تسأل عن برامج النمذجة والمحاكاة التي تعنى بالطاقات المتجددة، وطريقة عملها، نقدم لكم هنا برنامج Open Wind من أهم البرامج لدراسة ونمذجة المزارع الريحية, حيث يقوم بعد إعطائه المعلومات المطلوبة بتصميم مزرعة العنفات الريحية و إيجاد أفضل طريقة لتوضعها في الموقع المطلوب والقدرة المتوقع إنتاجها من العنفة وغير[…]
نصائحي العشرة لك قبل أن تختار الشركة المناسبة لتركب الخلايا لمنزلك: أولاً : توقع أن تأخذ الشركة الوقت الكافي لدراسة الموقع وأن ترسل من يعاينه عن كثب, اذا لم تطلب الشركة أن ترسل مندوبها للموقع فاعلم أنه من المرجح انك لن نحصل على أفضل حلول للتركيب لمنزلك . ثانياً:انتبه الى المعلومات التي توفرها لك الشركة.[…]