ما هي المضخات الشمسية وكيف تعمل؟
ماذا لو كنتَ تعيش في دولة نامية وتحتاج إلى الماء لري محاصيلك، لكنك تفتقر إلى الكهرباء اللازمة؟ لا يُمكنك ببساطة تشغيل مفتاح الطاقة المتصل بشبكة الكهرباء. الآن هو الوقت المناسب لاستخدام الطاقة الشمسية لتغيير حياتك تمامًا.
هناك استخدامات أخرى للمياه النظيفة والمتاحة بسهولة غير الشرب. ووفقًا للبنك الدولي، تُستخدم غالبية المياه العذبة في العالم في الزراعة. وفي الدول النامية، ترتفع هذه النسبة إلى 80-90% من إجمالي استهلاك المياه.
وبالمثل، تُقدّر منظمة الأغذية والزراعة (الفاو) أن الزراعة ضرورية لبقاء ما يقرب من 60% من سكان العالم. ماذا يعني كل هذا إذا لم يكن هناك نظام ريّ موثوق به ولم تهطل الأمطار؟ هذا يعني معاناة الناس وفشل المحاصيل.
ولحسن الحظ، هناك حل من شأنه أن يعزز صحة المجتمع، ويقلل من الفقر، ويعزز الأمن الغذائي: مضخات المياه التي تعمل بالطاقة الشمسية.
سنتناول في هذه المقالة ماهية المضخات الشمسية، وكيفية عملها، ومزاياها. لنبدأ بكيفية عملها.
كيف تعمل مضخات المياه الشمسية؟
في الأساس، تُحوّل الفوتونات الشمسية إلى كهرباء لتشغيل مضخة المياه في مضخات المياه التي تعمل بالطاقة الشمسية. يُولّد هذا التيار تيارًا مستمرًا (DC)، يُشغّل المحرك الذي يضخّ المياه بعيدًا عن مصدرها، باستخدام الألواح الشمسية لجمع الفوتونات (وحدات الضوء) من الشمس. إذا كان محرك المضخة يحتاج إلى تيار متردد بدلًا من تيار مستمر، فيُستخدم عاكس.
تشمل مكونات نظام مضخة المياه التي تعمل بالطاقة الشمسية ما يلي:
الألواح الشمسية
تستخدم الألواح الشمسية، المعروفة أيضًا باسم أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية (PV)، الفوتونات من الشمس لتحويل طاقة الضوء إلى كهرباء في ثلاث خطوات بسيطة.
تحتوي الألواح الشمسية على خلايا شمسية تستخدم الفوتونات من الشمس لإنشاء كهرباء تيار مستمر.
يتم تحويل التيار الكهربائي المستمر إلى تيار كهربائي متناوب باستخدام العاكس.
يتم تشغيل مضخة المياه بواسطة هذه الكهرباء.
محرك مضخة المياه
يتم أخذ أي مصدر للمياه يمكن استخدامه للري أو الاستخدام المنزلي أو الاستخدامات الأخرى بواسطة محرك مضخة المياه، بما في ذلك مصادر المياه الجوفية أو مصادر المياه الأخرى.
العاكس
نظرًا لأن مضخات المياه تتطلب كهرباء تيار متردد، يقوم العاكس بتحويل الكهرباء الأصلية ذات التيار المستمر إلى تيار متردد قابل للاستخدام.
الأنابيب
ستعمل الأنابيب على نقل المياه من المصدر إلى أي وجهة تحتاج إلى الذهاب إليها، مثل خزان الاحتفاظ، أو نظام الترشيح، وما إلى ذلك.
خزان المياه
غالبًا ما يكون خزان المياه لتخزين المياه لاستخدامها عندما لا يكون هناك ضوء الشمس جزءًا من نظام ضخ المياه.
وحدات التحكم في المضخة
يمكن التحكم في مضخة المياه وتشغيلها وإيقافها بواسطة وحدات التحكم. فهي تحميها من الأعطال الكهربائية أو تلف المحرك في حال استمرارها في العمل عند جفاف مصدر المياه، مما يُطيل عمرها الافتراضي. علاوة على ذلك، تُحسّن وحدات التحكم من توصيل المياه.
دعونا نلقي نظرة على مزايا المضخات التي تعمل بالطاقة الشمسية الآن بعد أن فهمت كيفية عملها.
مزايا مضخات المياه الشمسية
يُضطر العديد من سكان الدول النامية إلى الاعتماد على مياه الأمطار ومصادر المياه غير الصالحة للشرب، دون مضخات مياه تعمل بالطاقة الشمسية. وقد لا يتسنى حصاد المياه إلا مرتين سنويًا بسبب عدم استقرار إمدادات المياه.
توفر مضخات المياه التي تعمل بالطاقة الشمسية مزايا عديدة، منها:
بأسعار معقولة للتشغيل
انخفضت أسعار الألواح الكهروضوئية بشكل كبير، مما أدى إلى انخفاض تكلفة التركيب الأولية مقارنةً بالسابق. ولأن الطاقة تُولّد من الشمس بدلاً من حرق الوقود، فإن تكاليف التشغيل أقل من تكاليف الأنظمة الأخرى. وتتفوق التكلفة الأولية لتركيب مضخة المياه الشمسية على التكلفة المنخفضة لتكلفة الوقود على المدى الطويل.
صديق للبيئة
الطاقة الشمسية مورد متجدد. تُنتَج الطاقة المتجددة من الموارد الطبيعية. يزعم البعض أن غازات الدفيئة المنبعثة أثناء إنتاج الألواح الشمسية تجعل الطاقة الشمسية غير متجددة.
في حين أن ذلك يحدث، لا تنبعث أي غازات سامة أثناء عملية إنتاج الطاقة الشمسية. ونتيجةً لذلك، تُعتبر مضخات المياه التي تعمل بالطاقة الشمسية مصادر طاقة نظيفة.
مفيد في الأماكن البعيدة
لا يلزم وجود مصدر طاقة خارجي لأن الشمس توفر الطاقة، وبالتالي يمكن استخدام مضخة المياه التي تعمل بالطاقة الشمسية في المواقع والمناطق البعيدة التي لا تتوفر فيها إمكانية الوصول إلى شبكة الكهرباء.
سهلة الصيانة
يُقلل قلة عدد المكونات الميكانيكية في مضخات المياه التي تعمل بالطاقة الشمسية من احتمالية الحاجة إلى إصلاحها. فهي لا تحتاج إلى صيانة، ويمكنها العمل لسنوات عديدة.
سهلة التركيب
يمكن تركيب مضخات المياه التي تعمل بالطاقة الشمسية دون الحاجة إلى مساعدة المهندسين. فهي سهلة التركيب، ويمكن للسكان المحليين القيام بذلك.
موثوق
نظرًا لأنها تعمل بالطاقة الشمسية بدلاً من الكهرباء، فإن مضخات المياه التي تعمل بالطاقة الشمسية توفر مصدرًا موثوقًا به للمياه.
الوصول إلى المياه للجميع
من المتوقع أن يزداد عدد سكان العالم بمقدار ملياري نسمة بحلول عام ٢٠٥٠، من ٧.٨ مليار إلى ٩.٩ مليار. ولضمان حصول الجميع على الغذاء والماء في ظل هذا النمو المتسارع، علينا زيادة استخدام مصادر الطاقة المتجددة وغير المدمرة.
وبحسب البنك الدولي فإن تحسين الزراعة من شأنه أن يساعد 80% من فقراء العالم لأنه قادر على خفض الفقر وزيادة الأمن الغذائي.
مرحبا بكم في الاتصال بنا للحصول على نظام مضخة المياه بالطاقة الشمسية الخاص بك
شركة شنتشن جينغشينج للطاقة الجديدة المحدودة (جينسولار)