مقدمة
تركز دورة نظام الطاقة الشمسية – التركيب والتخزين على أساسيات تحويل الطاقة الشمسية، والخلايا الشمسية، والهندسة البصرية، والخلايا الكهروكيميائية الضوئية، والمولدات الكهروحرارية، وأنظمة التوزيع. وتغطي احتياجات الطاقة العالمية، وعلم المواد للخلايا الشمسية، والاتجاهات الحالية في هندسة طاقة الخلايا الكهروضوئية (PV)، وتصميم وتركيب الألواح الشمسية للتطبيقات السكنية والهندسية، والربط بالشبكة الوطنية، وتحليل تكلفة النظام ككل. كما تتناول العمليات الصناعية لإنتاج الألواح الشمسية، والآثار البيئية، والجوانب الهندسية ذات الصلة بالأنظمة.
أهداف التعلم
عند إتمام هذه الدورة مع معهد Xcelerate للتدريب، سيكون المشاركون قادرين على:
- فهم الطاقة الشمسية المتاحة وعمليات التحويل والاستخدام الحالية لها.
- معالجة تحديات عمليات الطاقة المستدامة، وإجراء تحليل التكاليف، وتخطيط أنظمة الخلايا الكهروضوئية لمختلف التطبيقات.
- فهم عمليات التصنيع، والتحديات البيئية، والجوانب الاقتصادية، والإمكانات المستقبلية للطاقة الشمسية.
- اكتساب المعرفة بفيزياء أشباه الموصلات، والأنظمة البصرية، وهندسة الخلايا الكهروضوئية، ومطابقة الأحمال، والتخزين، والربط بالشبكة.
- تصميم أنظمة كهروضوئية متقدمة بمناهج مختلفة وجوانب هندسية متعددة.
منهجية التدريب
يتضمن برنامج التدريب التفاعلي هذا:
- المحاضرات
- الندوات والعروض التقديمية
- النقاشات الجماعية
- أسئلة تدريبية
- الواجبات
- دراسات حالة وتمارين عملية وفق نموذج «افعل - راجع - تعلّم - طبّق».
فوائد لمؤسستك
يمكن للمؤسسات أن تستفيد من:
- فهم مفاهيم الطاقة الشمسية وإدراك أهميتها في أنظمة الطاقة.
- الوعي بالطاقة الشمسية أثناء إنشاء المشاريع أو صيانتها.
- وجود كادر مدرب تدريباً احترافياً في مجال الطاقة الشمسية.
- التواصل وتبادل المعرفة بين المشاركين.
- تحقيق خفض في تكاليف رأس المال والتشغيل والصيانة مع زيادة الكفاءة.
فوائد لك
سيكتسب المشاركون:
- المعرفة بالوحدات الشمسية، والمحسّنات، وصناديق التوصيل، والعاكسات، وعدادات الطاقة الشمسية.
- القدرة على تحسين موضع الألواح للأنظمة الكهروضوئية الشمسية.
- المهارات اللازمة لحساب خسائر الكفاءة، وحجم مصفوفة الطاقة الشمسية، وساعات الذروة الشمسية.
- فهم ميل السقف واتجاهه (السمت) ومدى ملاءمتهما للأنظمة الشمسية.
- المعرفة بكيمياء الخلايا الشمسية.
الفئة المستهدفة
صُممت هذه الدورة للأفراد العاملين في قطاع الطاقة المتجددة أو الساعين للعمل فيه، ومنهم طلاب برامج الطاقة المتجددة، والمهنيون في بداية مسيرتهم المهنية، والمختصون ذوو الخبرة الذين يقدمون منتجات أو خدمات الطاقة المتجددة، والأفراد غير الحاصلين على شهادة مهنية أو درجة علمية في الطاقة الشمسية. وهي مثالية للمبتدئين دون خبرة في الطاقة الشمسية، وللمحترفين ذوي الخبرة الراغبين في تطوير مهاراتهم. ويمكن للمهندسين، ومندوبي مبيعات الطاقة الشمسية، ورواد الأعمال، ومحبي الطاقة الشمسية، أو أي شخص مهتم بتعلم أساسيات الطاقة الشمسية الكهروضوئية الاستفادة من هذه الدورة.
محتوى الدورة
تاريخ الطاقة الشمسية
- تاريخ الطاقة الشمسية وخطها الزمني
- إنتاج الألواح الشمسية
أنواع أنظمة الطاقة الشمسية
- أنظمة الطاقة الشمسية الكهربائية / الكهروضوئية
- أنظمة الطاقة الشمسية الحرارية
- التطبيقات المعزولة عن الشبكة
- التطبيقات المرتبطة بالشبكة
تقييم مصدر الطاقة الشمسية
- الطيف الكهرومغناطيسي
- الإشعاع الشمسي
- التأثيرات الجوية على الإشعاع الشمسي
- تأثيرات خط العرض على الإشعاع الشمسي
تحليل الأحمال
- تدقيق الطاقة
- تحديد الحمل
- الحمل الأقصى
أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية
- مكوناتها
- خيارات التركيب
- الربط بالشبكة
- أساسيات الإلكترونيات
- الجيل القادم من الخلايا الشمسية الرخيصة
أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية
- أنواع المجمعات
- أنواع التوزيع
- أنواع التخزين
- تحديد حجم النظام
- الصيانة
صيانة النظام
- التحكم في الظل
- الثلوج والرياح والنظافة
- البطاريات
- استكشاف الأعطال وإصلاحها
- أنظمة الخلايا الكهروضوئية: دليل صيانة المستخدمين
أسواق الطاقة الكهروضوئية وتطبيقاتها
- المساهمات الرئيسية في تطوير الطاقة الكهروضوئية
- أنواع أنظمة الطاقة الكهروضوئية الشائعة
- مزايا وعيوب الطاقة الكهروضوئية
- ميزات وفوائد الأنظمة المستقلة والأنظمة المتصلة بالشبكة
- الأدوار في صناعة الطاقة الكهروضوئية
- فرص أنظمة الطاقة الكهروضوئية المتصلة بالشبكة والمستقلة
- الحفاظ على الطاقة وكفاءة استخدامها مع الطاقة الكهروضوئية
أساسيات السلامة
- المخاطر المتعلقة بالسلامة في أنظمة الطاقة الكهروضوئية ومكوناتها
- متطلبات معدات الحماية الشخصية (PPE) لتركيب الطاقة الكهروضوئية
- الممارسات الآمنة ومعايير OSHA
- المخاطر الكهربائية بما فيها الصدمة الكهربائية والقوس الكهربائي
أساسيات الكهرباء
- المعاملات الكهربائية الأساسية
- القدرة مقابل الطاقة
- مكونات النظام الكهربائي الشائعة
- أجهزة الاختبار الكهربائية
- قانون أوم
- تشغيل نظام شبكة الكهرباء العامة
أساسيات الطاقة الشمسية
- المصطلحات الشمسية الأساسية
- رسم حركة الشمس عبر السماء
- مخططات مسار الشمس
- العوامل المؤثرة في تجميع الطاقة الشمسية
- الشمال الحقيقي مقابل الشمال المغناطيسي
- تحديد الظل وقياس نافذة الطاقة الشمسية باستخدام البرامج
- تجنب تظليل الصفوف
- أدوات قياس القدرة والطاقة الشمسية
أساسيات وحدات الطاقة الكهروضوئية
- كيف تحوّل الخلايا الشمسية ضوء الشمس إلى كهرباء
- خلايا وحدات PV والألواح والمصفوفات
- معاملات الخرج الكهربائي الرئيسية
- منحنى I-V
- توصيل الوحدات الشمسية على التوالي والتوازي
- وحدات PV كشواحن للبطاريات
- تصنيف الأداء وطرق القياس
- عمليات تصنيع الخلايا الشمسية
- الخلايا السيليكونية البلورية ووحدات الأغشية الرقيقة
- حساب الكفاءة لكل وحدة مساحة
- وحدات PV كمصادر تيار محدودة
- الثنائيات الالتفافية (Bypass Diodes)
- اختبارات التأهيل للسلامة والموثوقية
مكونات النظام
- التكوينات الشائعة للنظام
- المكونات الرئيسية لنظام PV
- مكونات توازن النظام
- معدات معالجة الطاقة في نظام PV
مبادئ تحديد حجم نظام PV
- الأنظمة الشمسية المستقلة مقابل المتصلة بالشبكة
- تحديد الطلب الأقصى على الطاقة واستهلاك الطاقة
- عوامل تخفيض القدرة (De-rating)
- PVWATTS
- عدد الوحدات مع العاكسات
التصميم الكهربائي لنظام PV
- إعداد المخططات الكهربائية أحادية الخط
- خصائص الموصلات الكهربائية
- المواصفات الاسمية على وحدات PV والعاكسات
- التحكم في الشحن
- متطلبات الملصقات على أنظمة PV
- تأريض نظام PV
- حساب هبوط الجهد باستخدام قانون أوم
- الاعتمادات والامتثال للكود لأنظمة PV
- الكود الكهربائي الوطني (National Electric Code)
التصميم الميكانيكي لنظام PV
- تثبيت مصفوفات PV
- فوائد خيارات التركيب المختلفة
- تأثيرات درجة الحرارة على الخلايا الشمسية
- تطبيقات PV المدمجة في المباني (BIPV)
- الإحكام ضد عوامل الطقس
- إضافات الهيكل الإنشائي للأسقف
- الأحمال الإنشائية (الميتة، الحية، الرياح، الثلوج، الزلازل)
- السلامة والأداء والامتثال للكود والضمانات
الكفاءة مقابل الطاقة المتجددة
- تعريف الكفاءة
- تعريف الطاقة المتجددة
- التكاليف الحالية للكفاءة والطاقة المتجددة
الصورة الكبيرة
- نظرة عامة على السوق
- تأثير الأزمة المالية وإنفاق قانون التعافي الأمريكي (ARRA)
- النمو المتوقع للطاقة الشمسية