دراسة جدوى مصنع لصناعة الالواح الشمسية
نظرة عامة
دراسة جدوى مصنع صناعة الالواح الشمسية
تعتبر فكرة إنشاء مصنع صناعة الالواح الشمسية من الأفكار الجيدة والجديدة على عالمنا العربي، والسوق يحتاج الى مزيد من دراسات الجدوى الاقتصادية في صناعة الالواح الشمسية وتختلف تكاليف انشاء مشروع مصنع صناعة الالواح الشمسية من بلد لآخر وفق متغيرات متعددة وحسب خبرتنا في هذا المجال فان انشاء مصنع لصناعة الالواح الشمسية تقدر حجم الاستثمار في مشاريع صناعة المنظفات يتراوح بين 750الف الى1.0 مليون دولار.
دراسة جدوى مصنع صناعة الالواح الشمسية
تعتبر دراسة الجدوى لمشروع الطاقة الشمسية من المتطلبات الضرورية التي يجب على الشخص تلبيتها حتى يتمكن من تنفيذ مشروع طاقة شمسية لأن هذا المشروع يتطلب دراسة جدوى دقيقة.
يعد هذا أحد المشاريع الحديثة نظرًا لحث الدولة المستمر على استخدام الطاقة الشمسية كطاقة نظيفة بدلاً من استخدام الوقود الذي يتم استهلاكه بمرور الوقت ولا يلوث البيئة فقط.
الغرض من مشروع الطاقة الشمسية
يعتبر مشروع الطاقة الشمسية من المشاريع المفيدة التي تهدف إلى استخدام الطاقة الشمسية في عدة أدوات وتحويل هذه الطاقة إلى طاقة كهربائية يمكن استخدامها في المنازل والمصانع.
تم تصميم هذا المشروع أيضًا لتحقيق طاقة نظيفة من الشمس بدلاً من استخدام الطاقة غير المتجددة، والتي تلحق أضرارًا بالغة بالبيئة بكل ما فيها.
أهمية مشروع الطاقة الشمسية
تتجلى أهمية مشروع الطاقة الشمسية في الكهرباء النظيفة التي يمكن إنتاجها، بالإضافة إلى القدرة على بيع هذه الطاقة بأسعار منخفضة مع توفير الطاقة غير المتجددة مثل الفحم والنفط والغاز الطبيعي، وهي تكلفة عالية.
تكمن أهمية هذا المشروع في الربح الهائل الذي يحققه من يفكر في إقامة هذا المشروع، بالإضافة إلى الطاقة الشمسية، أي الطاقة التي لا يتم تحويلها بأسعار منخفضة ولا تعتمد على الغاز والنفط بأسعار مرتفعة.
اختيار المكان المناسب لإقامة المشروع
يعتبر مشروع الطاقة الشمسية من المشاريع المختلفة نسبيًا من حيث أنه لا يتطلب مساحة مغلقة أو إيجار أو إنشاء محطة ومع ذلك، يمكن تنفيذ هذا المشروع في مكان تكثر فيه أشعة الشمس خلال النهار.
إذا كنت بحاجة إلى اختيار موقع يناسب احتياجات المشروع على سبيل المثال، هذا المشروع يمكن أن يتم على أسطح المنازل والمصانع والشركات وأيضاً على الممتلكات الشرط الأساسي هو وجود الشمس.
متطلبات مشروع الطاقة الشمسية
سيتطلب هذا المشروع بعض الموردين اللازمين لتوليد الطاقة الشمسية.
الشمس: وهي المكون الاساسي لهذا المشروع لان طاقتها هي التي تفعل المشروع.
الألواح الشمسية: توجد الألواح الشمسية في نوعين أساسيين: وحدات أحادية تسمى "أحادية" تتميز بحقيقة أنها تعمل بسعة أكبر في الأماكن الباردة.
والنوع الثاني هو الألواح متعددة البلورات والتي تختلف في أنها تعمل في أماكن ذات درجات حرارة عالية وبسعة أكبر لهذا السبب يتم استخدام هذا النوع في بلادنا العربية.
البطاريات الشمسية: يتطلب المشروع مجموعة متنوعة من البطاريات الشمسية وظيفتها تخزين الطاقة الشمسية أثناء النهار لاستخدامها في الليل وهناك عدة أنواع منها:
- بطاريات الرصاص الحمضية المفتوحة: هذا النوع من البطاريات هو أحد أكثر الأنواع شيوعًا لهذا المشروع، لكن السائل الذي يحتوي عليه سيتغير من وقت لآخر.
- بطاريات حمض الرصاص المعزولة بالماء: هذا النوع من البطاريات مشابه جدًا لبطاريات الرصاص الحمضية، ولكنه يختلف من حيث أنه لا يتطلب استبدال السوائل، بالإضافة إلى كونه ميسور التكلفة، يتميز هذا النوع بالجودة العالية والمتانة، حيث أنه لا يتطلب الكثير من الصيانة وإلى جانب كونه مقاومًا للحرارة، فإنه يعتمد على تيار ضعيف ليتم شحنه.
- بطاريات النيكل والكادميوم وكذلك هيدريد المعادن: بالإضافة إلى أشكالها المختلفة، يتميز هذان النوعان من البطاريات بقدرات أقل وأصغر من بطاريات الرصاص، ولكن عيوب تفريغها التلقائي.
- بطاريات الليثيوم: تعتبر من الأنواع المستخدمة في مشروع الطاقة الشمسية حيث تعتبر من أكثر البطاريات استخدامًا في الأجهزة الحساسة مثل الهواتف المحمولة والسيارات الكهربائية، وتتميز بسرعة الشحن.
تساهم العديد من العوامل في جذب هذه الصناعة وهو الحاجة الي الالواح الشمسية لأنها تساعد على توفير الطاقة الكهربائية والحرارية اذ تعمل على توليد الكهرباء من اشعة الشمس وايضا على تسخين المياه وتعقيمها مما تصبح صالحة للاستخدام ولا غني عنه في حياتنا اليومية، ومن هنا فان المؤشرات قوية لنجاح مشروح الالواح الشمسية بسبب الحاجة الدائمة إليها.
نبذة عن الالواح الشمسية
يمكن استغلالها كأحد البدائل الطبيعيّة لتوليد الطاقة الكهربائية، وتستخدم كوقودٍ للسيارات، وتعد أنظمة التبريد والتسخين من أهم الطرق التي يمكن من خلالها استغلال هذه الطاقة، تمنع حدوث التلوث الناتج عن استخدام المولدات الصناعية للطاقة، وتقي من التلوث الضوضائي، وتستخدم لتعقيم المياه وجعله صالحاً للشرب والاستهلاك البشري والزراعي، كل هذا وأكثر من دلالات نجاح مشروع الالواح الشمسي
كل ما يتعلق بمشروع صناعة الألواح الشمسية
تُعدُّ الألواح الشمسية أحد الخيارات الضرورية لتحسين استهلاك الطاقة، فهي عبارة عن جهاز يسخر طاقة الشمس لتوليد الحرارة أو الكهرباء، وتزدهر مشاريع الاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية، حتى باتت سوقًا ناضجة بما فيه الكفاية ومتنامية بشكل مستمر.
ما هي الألواح الشمسية؟
اللوح الشمسي هو جهاز يستخدم طاقة الشمس لتوليد الحرارة أو الكهرباء، وتتكون الألواح الشمسية الكهروضوئية من عدد كبير من الخلايا، تسمى الخلايا الكهروضوئية التي تحول الإشعاع الشمسي إلى كهرباء.
ما هي المواد المستخدمة في صناعة الألواح الشمسية؟
المادة الأكثر شيوعًا والمستخدمة في تصنيع الألواح الشمسية هي مادة السيليكون، وتتضمن عملية تصنيع الألواح الشمسية قطع السيليكون البلوري إلى أقراص صغيرة، والمكون الآخر الذي يستخدم أيضًا ويوضع في الألواح الشمسية هو طبقة رقيقة من الزجاج.
وعند اكتمال الرابطة بين الزجاج وألواح السيليكون، يتم توصيل الركيزة بالألواح الشمسية؛ ولهذا الغرض يتم استخدام أسمنت موصل حراري الذي له وظيفة منع ارتفاع درجة حرارة الألواح.
وتتكون الألواح الشمسية أيضًا من مادتين مقسمتين تسمى أشباه الموصلات، وتتكون المواد من ملايين الذرات التي تنتج شحنة سالبة وموجبة، والمادة المستخدمة لإنتاج هذه المنبهات الإيجابية والسلبية كما ذكرنا من قبل هي السيليكون.
وهناك ثلاثة أشكال: "أحادي البلورية، متعدد البلورات وغير متبلور"، يعد الخيار أحادي البلورية هو الأكثر كفاءة من بين قواعد السيليكون الثلاثة التي يمكن استخدامها، لكنه أيضًا الخيار الأكثر تكلفة.
مكونات اللوح الشمسي
اللوح الشمسي هو الجهاز الذي يسخر طاقة الشمس لتوليد الحرارة أو الكهرباء، ووفقًا لهذين الغرضين، يمكننا التمييز بين المجمعات الشمسية التي تنتج الماء الساخن (للاستخدام المنزلي بشكل عام) باستخدام الطاقة الحرارية الشمسية والألواح الكهروضوئية التي تولد الكهرباء من الإشعاع الشمسي الذي يسقط على الخلايا الكهروضوئية للوحة.
ويوجد المجمع الشمسي سائل يمتص الإشعاع الشمسي على شكل حرارة، ويمر هذا السائل بعد ذلك إلى حجرة تخزين الحرارة، وتتكون الألواح من لوحة استقبال وقنوات يتم من خلالها تدوير السائل المذكور، ويتم تمرير السائل الساخن إلى مبادل حراري، حيث يتخلى عن حرارته وتسخين الماء للاستخدام المنزلي اللاحق، وعندما يترك المبادل الحراري، يكون السائل باردًا ويعاد تدويره مرة أخرى إلى المجمع الشمسي.
وتتكون اللوحات الشمسية الكهربائية الضوئية من عديد من الخلايا الضوئية التي تحول الأشعة الشمسية إلى كهرباء، ويتم توليد الكهرباء بسبب "التأثير الكهروضوئي" الناتج عن الطاقة الشمسية (الفوتونات)، ما يولد شحنات موجبة وسالبة في نوعين من أشباه الموصلات القريبة من أنواع مختلفة، ما يولد مجالًا كهربائيًا ينتج تيارًا كهربائيًا.
المواد الأكثر استخدامًا لتصنيع هذه الخلايا هي زرنيخيد الغاليوم الذي يستخدم في الأجهزة الإلكترونية المعقدة الأخرى، والسيليكون، وهو أرخص ويستخدم أيضًا في صناعة الإلكترونيات الدقيقة.
وخلايا السيليكون هي الأكثر شيوعًا والأكثر استخدامًا، حيث يعتمد أداء الخلايا الكهروضوئية على البنية الداخلية ثلاثية الأبعاد التي تمتلكها صفائح السيليكون هذه.
وفقًا لهذا الهيكل، يمكننا تصنيفها على النحو الآتي:
-خلايا السليكون أحادية البلورية: تتكون من بلورة واحدة كبيرة مقطعة إلى صفائح رقيقة، عادة ما تكون زرقاء موحدة. إنها الأكثر تقدمًا، وتكلفة التصنيع أعلى وتوفر أداءً فائقًا في ظل ظروف معينة.
-خلايا السيليكون متعددة الكريستالات: تتكون من بلورات عدة، ولها لون أزرق غير منتظم، على الرغم من أن أحدث تقنيات التصنيع توفر بالفعل تجانسًا أكبر لمظهر الخلية.
-خلايا السيليكون غير المتبلورة: لا تتكون من بلورات. إنها الأرخص ولكنها أيضًا التي تقدم أقل إنتاجية، يتم استخدامها، على سبيل المثال، في أجهزة مثل الآلات الحاسبة أو الساعات وتتميز بخصوصية أنها يمكن أن تنتج الكهرباء (بكمية صغيرة) حتى لو لم تتعرض مباشرة للإشعاع الشمسي بطريقة عمودية.
كيف تعمل الألواح الشمسية؟
تتمثل وظيفة اللوح الشمسي في توليد تيار كهربائي من خلال حركة الإلكترونات عبر الخلايا الشمسية وتعد الألواح الشمسية عنصرًا أساسيًا في الأنظمة الكهروضوئية، حيث إنها مسؤولة عن الاستفادة من أكبر قدر ممكن من الطاقة الشمسية اعتمادًا على نوع اللوحة، ثم تحويلها إلى تيار كهربائي.
ويحدث دوران الطاقة في سلسلة وتتدفق خلال اللوحة بأكملها حتى تصل إلى العاكس الذي يحول التيار المباشر إلى التيار المتردد تسمى هذه الظاهرة "التأثير الكهروضوئي"؛ ولكن كيف يتم تحقيق ذلك داخل الألواح الشمسية؟
يحول هذا التأثير ضوء الشمس إلى كهرباء من خلال مادة شبه موصلة تمتص الفوتونات من أشعة الشمس ومن ثم تنقل الطاقة الحركية إلى الإلكترونات لتحرك داخل اللوحة وتنتج تيارًا كهربائيًا.
عندما تتلقى اللوحة إشعاعًا، فإن السلك الموصل المدمج في اللوحة يسمح للإلكترونات بالتدفق بين المواد من النوع N والمادة من النوع P، وبالتالي إنتاج تيار مباشر، علاوة السيليكون فهو أكثر المواد استخدامًا في صناعة الألواح، وهو مخدر إيجابًا وسلبًا بالبورون والمواد الأخرى لزيادة تدفق الإلكترون.
وعن طريق تشريب اللوح بعناصر مثل الفوسفور أو البورون، يتم إنشاء نوع مادة موجبة P، حيث تبقى الإلكترونات الحرة ونوع المادة السالبة N حيث تبقى الثقوب الحرة، ويحدث دوران الطاقة في سلسلة وتتدفق خلال اللوحة بأكملها حتى تصل إلى العاكس الذي يحول التيار المباشر إلى التيار المتردد.
مدة الألواح الشمسية
الألواح الشمسية، على الرغم من أنها ممتازة لتحقيق وفورات في فاتورة الكهرباء لدينا، كما أنها تمثل استثمارًا كبيرًا، ولهذا من المهم معرفة ما إذا كان تغيير الطاقة سيحقق عائدًا جيدًا على الاستثمار، ولدى معظم الناس دائمًا سؤالان.
أولًا ما هي المدة التي تستغرقها الألواح الشمسية؟
يمكن أن تستمر الألواح الشمسية لأكثر من 25 عامًا، ولكن سواء كانت على سطح منزل أو عمل أو غيره، فإن الألواح الشمسية ستتعرض دائمًا للعوامل الجوية، ويؤدي إشعاع الشمس والرياح والتغيرات المناخية إلى تدهور اللوحة شيئًا فشيئًا.
من المهم أن تعرف أن كفاءتها عادة ما تنخفض بنسبة 10 ٪ فقط في نهاية هذه الفترة الطويلة من الزمن، ومع ذلك يمكن تقدير أن الألواح الشمسية تستمر حتى 40 أو 50 عامًا.
ثانيًا عند تركيب الألواح الشمسية.. كم مرة من الضروري الحفاظ عليها؟
الصيانة على هذا النحو ليست ضرورية، ما لم تنشأ مشكلة ما ناتجة عن أي تغيير في النظام الكهربائي الذي تتصل به اللوحة.
ولكن التنظيف ضروري فقط في حالة تراكم الأوساخ أو القمامة التي ستعتمد على الموقع والمكان، حيث يتم تثبيت الألواح، وإذا كانت هناك أشجار بالقرب من منشأة الطاقة الشمسية، فمن الضروري قطع الأغصان التي يمكن أن تحجب ضوء الشمس.
مميزات تركيب الألواح الشمسية
تتمتع الألواح الشمسية بسلسلة من المزايا التي تجعلها واحدة من أكثر بدائل الطاقة صلابة في المستقبل؛ ولهذا السبب يتم الترويج لاستخدامها بشكل متزايد في جميع أنحاء العالم.
وتكمن مميزات تركيب الألواح الشمسية في الوحدات السكنية فيما هو آتٍ:
- يكتسب المنزل قيمة بيع أعلى بسبب تركيب الطاقة الشمسية واستخدام طاقات أقل تلويثًا.
- يساعد النظام الكهروضوئي على تجنب تكاليف الطاقة المستقبلية بجعل استهلاكها مربحًا.
- الحد من إنفاق الطاقة الذي يمكن قياسه عن طريق حساب الإنفاق لكل أسرة سنويًا على الطاقة التقليدية، مع طرح الطاقة الشمسية المستهلكة.
- يتيح هذا النظام توفيرًا فعالاً في فاتورة الكهرباء، وهو ما يتجاوز التقنية التقليدية المتمثلة في إيقاف تشغيل الأجهزة المنزلية التي لا يتم استخدامها.
- تستخدم الألواح الشمسية الطاقة من مصدر لا ينضب. وبالتالي من الممكن الحصول على الطاقة بتكلفة منخفضة.
- المساهمة في التنمية المستدامة من خلال استخدام الطاقة المتجددة.
أنواع منشآت الطاقة الشمسية
1. التثبيت المتصل بالشبكة:
هذا النوع من التركيب يجعل من الممكن الاستفادة من طاقة الشمس خلال ساعات النهار، من أجل استهلاك فوري للطاقة. بمعنى آخر، يقوم المستخدم بتثبيت هذا النظام على أسطحه أو على أرضه ويولد الطاقة خلال ساعات النهار.
يستهلك المستخدم هذه الطاقة لتقليل استهلاك الشبكة، حيث إن هذا النظام يعتمد على وجود شبكة كهربائية ولا يوجد تراكم للطاقة (البطاريات)، وفي الليل يأخذ المستخدم الطاقة من الشبكة العامة التقليدية.
وهذا الأمر مثالي للمناطق الحضرية والمستخدمين الذين يستهلكون الطاقة خلال النهار، مثل المتاجر والمصانع والمباني وغيرها، وتتكون من: الألواح الشمسية الكهروضوئية، ومحولات التيار، وهيكل لتثبيت الألواح، والأسلاك الكهربائية والمواد، ومعدات القياس والمراقبة.
2. التثبيت المعزول أو المنفصل عن الشبكة: (خارج الشبكة)
يتيح هذا النوع من التثبيت الاستفادة من طاقة الشمس خلال ساعات النهار والليل، ولا يعتمد هذا النظام على الشبكة التقليدية، وهو مثالي للمستخدمين البعيدين عن الشبكة والمناطق الريفية والمعزولة والإضاءة العامة.
في هذه الحالة، تولد الألواح الشمسية الطاقة للاستهلاك النهاري، وأيضًا لشحن البطاريات التي ستخزن الطاقة التي سيتم استخدامها في الليل أو في فترات الإشعاع الشمسي القليل.
وتتكون من: الألواح الشمسية الكهروضوئية، ومحولات التيار، وهيكل لتثبيت الألواح، وبنك البطارية، وأجهزة التحكم في الشحن السلكية، والمواد الكهربائية.
متطلبات مشروع الطاقة الشمسية
إذا كنت مهتمًا بهذا النوع من التكنولوجيا، فيجب أن تعرف متطلبات تركيب الطاقة الشمسية في الشركات والمنازل. أولًا، قبل تركيب الطاقة الشمسية في شركتك أو ملكية مشتركة يجب أن تعرف هذه المتطلبات الآتية:
- تحديد استهلاك الطاقة الحالي.
- تحقق من الموقع، حيث تتطلب الألواح الشمسية تعرضًا جيدًا للشمس، بدون أشجار أو أشياء تحجبها وتلقي بظلالها.
- توفير سقوف مناسبة بالمواصفات والمعايير المطلوبة لهذا النوع من المنشآت.
- حدد نوع التثبيت.
- إجراء صيانة دورية للنظام الكهروضوئي.
إدارة مشروع صناعة الألواح الشمسية
على الرغم من أنه عند إدارة مشاريع الطاقة الشمسية، من المهم أن يأخذ كل مدير مشروع في الاعتبار سلسلة من العناصر المهمة عند الشروع في إنشاء مشروع للطاقة الشمسية، ففي عملية التخطيط لمشروع الاستهلاك الذاتي للطاقة الكهروضوئية، من الضروري أولاً إجراء تحليل لمدى قابليته للتطبيق، وهذا يعني مراعاة العوامل المختلفة من بينها ما يأتي.
1. تحديد مناطق التركيب والتحقق من شروطها
قبل أن تنخرط شركة في مشروع من هذا النوع، سيكون من الضروري التحقق من صحة المناطق المتاحة للتثبيت، ويجب أيضًا مراعاة الظروف في هذه المناطق، وإذا تم وضع الألواح الكهروضوئية على سطح ملعب كرة قدم، على سبيل المثال، فسيكون من الضروري التحقق من أن البنية التحتية للاستاد ستدعم وزن الألواح.
2. قياس متوسط الاستهلاك اليومي أو الشهري
المعلومات الأخرى التي يمكن التحقق من صحتها قبل البدء في مشروع للطاقة الشمسية هي الاستهلاك، حيث سيساعد هذا الأمر في فهم ما إذا كان المشروع سيكون مربحًا حقًا، أو على العكس من ذلك، فإن الاستهلاك منخفض جدًا بالنسبة لتكلفة تركيب الألواح الشمسية.
3. الصلاحية التكنولوجية والصلابة للموردين
بمجرد أن تقرر بدء مشروع الطاقة الكهروضوئية، من الضروري أيضًا التحقق من صحة الجوانب الفنية الأخرى للمشروع، فعلى سبيل المثال، جودة الألواح الشمسية التي سنختار تنفيذها، ومن أجل القيام بذلك من المهم إجراء تحليل شامل لمختلف مقدمي الخدمة في السوق.
من ناحية أخرى، بالنسبة للمهتمين بالمشروع (أو أصحاب المصلحة) سيكون من المفيد أيضًا إجراء محاكاة في البرامج المتخصصة، حيث تسمح المحاكاة عبر إنشاء النموذج ثلاثي الأبعاد، بالتحقق من صحة جميع عناصر المشروع، من بينها الموجات التي يمكن أن ينتجها ظل كائن ما، وبهذه الطريقة سيكون لديك بيانات موجزة قبل بدء المشروع، ما يوفر الوقت والمال.
4. الإسقاط المالي للمنتج
في إدارة مشاريع الاستهلاك الذاتي للطاقة الكهروضوئية، يتمثل أحد الجوانب الأساسية في مراعاة شكل تمويل المنتج نفسه، وهناك نوعان من النماذج الأكثر استخدامًا:
شراء المنتج: هنا المستخدم النهائي للطاقة هو الشخص الذي يقوم بالاستثمار، إما بمصادره المالية الخاصة أو من خلال خطوط تمويل خاصة مثل التأجير التمويلي والقروض وما إلى ذلك.
شراء الخدمة: لا يقوم مستخدم الطاقة بأي استثمار، أي أنك لا تشتري منتجًا، لكنك تشتري خدمة؛ للقيام بذلك، تدخل في عقد لشراء تلك الطاقة التي قد يكون سعرها عرضةً للتغير بناءً على تكلفة إنتاج الطاقة.
وبناءً على ما تقدم، فإن فكرة إنشاء مصنع صناعة الألواح الشمسية تُعدُّ من الأفكار الجيدة والجديدة على عالمنا العربي، والسوق تحتاج إلى مزيدٍ من دراسات الجدوى الاقتصادية في صناعة الألواح الشمسية، إذ إنه يمكن استغلالها كأحد البدائل الطبيعية لتوليد الطاقة الكهربائية، وتستخدم كوقودٍ للسيارات، وتعد أنظمة التبريد والتسخين من أهم الطرق التي يمكن من خلالها استغلال هذه الطاقة، حيث تمنع حدوث التلوث الناتج عن استخدام المولدات الصناعية للطاقة، وتقي من التلوث الضوضائي، وتستخدم لتعقيم المياه وجعله صالحًا للشرب والاستهلاك البشري والزراعي.
وسوم :
دراسة مشاريع دراسة جدوى مكاتب دراسات الجدوى دراسة مشروع صناعي دراسة جدوى مصانع
