لنتعرف على التبريد باستخدام الالواح الكهروضوئية الشمسية

يمكن للالواح الكهروضوئية الشمسية ان توفر الطاقة لأي نوع من أنواع التبريد بالطاقة الكهربائية سواء اكانت من النوع المعتمد على ضاغطة الهواء أو الأنواع الادمصاصية والامتصاصية. على الرغم من ان أشهر التطبيقات في هذا المجال هي تلك المستخدمة للضاغطات الا انها هي النوع الاقل كفاءة من بين انواع التبريد الكهربائي.

لقد اعتبرت الألواح الكهروضوئية على انها تكنولوجيا التبريد الشمسية الأكثر استخداما في تبريد المشاريع التجارية والسكنية الصغيرة (ما يعادل اقل من 5 ميغا وط/امبير). السبب الحقيقي خلف استخدامها في مثل هذه المشاريع ما زال موضع نقاش الا من أكثر التفسيرات المتداولة هو الحوافز البنائية، و النقص في المعدات ذات الحجم المناسب للمشاريع السكنية في انواع التبريد الاخرى، و ظهور اجهزة تبريد ذات كفاءة أكبر، أو سهولة تركيب المعدات مقارنة بانواع التبريد الاخرى المستخدمة للطاقة الشمسية (مثل مشعات التبريد).

لان الكفاءة الاقتصادية للالواح الكهروضوئية تعتمد بشكل كبير على ادوات التبريد المستخدمة واعتمادا على ان الكفاءة متدنية المستوى لاجهزة التبريد الكهربائية حتى في الزمن القريب عرفت هذه الانظمة على انها لم تكن ذات جدوى اقتصادية دون اي اعانات اخرى. تعرف الألواح الكهروضوئية مقترنة ب 14 SEER على انها الانظمة الاقل كفاءة من بين جميع انواع التبريد الشمسية الاخرى.ان استخدام طرق تبريد كهربائية ذات كفاءة أكبر وذات جدولة مالية ذات مدى أكبر سيغير مجريات هذا السيناريو.

على سبيل المثال: طاقة النجمملاحظة رقم1 الممثلة ب 100,000 وحدة حرارية بريطانية أمريكية صنفت المكيفات الهوائية ذات نسبة كفاءة موسمية عالية 14 SEER على انها تحتاج ما يعادل 7 كيلو واط من الطاقة الكهربائية لاظهار نتائج كاملة للتبريد في يوم حار. وهذا يتطلب ما يفوق على 7 كيلو واط من طاقة انظمة الكهروضوئية المنتجة للكهرباء (باستخدام متعقب شمسي ليلي-نهاري و فصلي ذو قدرة تتحمل 47 درجة في اختلاف درجة الحرارة بين الصيف والشتاء عند زاوية ارتفاع الشمس عن الارض). هذه الخلايا الضوئية تنتج بكفاءة كاملة فقط في الايام المشمسة والتي تظهر فيها السماء صافية.

قد يصل ثمن المتعقب الشمسي للخلايا الشمسية ذات ال7 كيلو واط إلى ما يفوق 20,000 دولار أمريكي( علما بان اسعار معدات الخلايا الكهروضوئية تنخفض بمعدل 17% بالسنة الواحدة). هناك عوامل اخرى بامكانها ان تزيد من هذه التكلفة وهي تشتمل على البنية التحتية، و الأسلاك، والتركيب، و تكاليف قانون اللجنة الوطنية للانتخابات. على سبيل المثال: تكلفة اللوح الشمسي ذو القدرة 3120 واط في نظم الربط تعادل 0.99 دولار لكل واط في الذروة، الا ان هذه التكلفة لا زالت تعادل 2.2 دولار لكل واط لكل ساعة ذروة. الانظمة الاخرى ذات قدرة وسعة مختلفة يمكن ان تكون تكلفتها أكبر إذا ما قررنا تناسي البطاريات الاحتياطية وتكلفتها والتي قد تكون كلفتها اعلى بكثير. نظرا لان شركات المرافق العامة اصدرت ما يسمى بنظام القياس الصافي المسموح به يمكن لنظامك الكهروضوئي الذي تستخدمه ان ينتج طاقة سنوية تكفي لمعادلة تكاليف تشغيل التكييف الهوائي على ان هذا يتوقف بدوره على مقدار التكاليف الكهربائية التي ترغب بالغائها أو تعويضها.

جامع الهواء في نظام الطاقة الشمسية

للحصول على نظام كهروضوئي ذو كفاءة اعلى يجب توفير نظام خلايا كهروضوئي وذو تكلفة اقل. ان تركيب مضخة حرارية جوفية ذات جودة عالية قد يكون لديها ما يعادل( يزيد أو يقل على 20) SEER. المكيف الهوائي ذو ال100,000 وحدة حرارية بريطانية و SEER20 يحتاج إلى اقل من 5 كيلو واط اثناء تشغيله.

التكنولوجيا الأكثر حداثة وذات الطاقة الاقل مثل عكس مضخات العاكس للتيار الكهربائي قد تحقق تقييما يصل إلى 26 SEER.

هناك انواع جديدة من انظمة التكييف الكهربائية الغير معتمدة على الضاغطات وذات تقييما يصل إلى اعلى من 20 SEER ستظهر في الأسواق. اصدارات جديدة من مرحلة التغيير للمبردات ذات التبخير غير المباشر لا تستخدم سوى مروحة و مزود مائي ليقوم بتبريد البناء بدون زيادة الرطوبة الداخلية (مثل تلك المستخدمة في مطار مكاران في الاس فيغاس نيفادا). في الأجواء الجافة القاحلة وذات رطوبة نسبية اقل من 45% (تقريبا 40% من قارة الولايات المتحدة الأمريكية) تقوم المبردات بالتبخير الغير مباشر بالوصول إلى ما بين 20 إلى 40 SEER. علما بان 10,000 وحدة حرارية بريطانية من المبردات ذات التبخير غير المباشر تحتاج فقط إلى طاقة خلايا كهروضوئية كافية لدورة المروحة (ولا ننسى مصدر للماء).

يمكن لنظام خلايا شمسية جزئي الطاقة وذو تكلفة اقل ان يقلل (وليس ان يزيل تماما) كمية الكهرباء المشتراة شهريا من مزود الطاقة لاستخدامها في التبريد الهوائي و أيضا في استخدامات اخرى. مع الدعم الحكومي الأمريكي للتكلفة من 2.50 دولار إلى 5.00 دولار لكل واط من الخلايا الشمسية ستقل تكلفة الكهرباء المنتجة من الخلايا الشمسية إلى اقل من 0.15 دولار لكل كيلو واط23. وهذه الناحية يتم اعتبارها ذات جدوى اقتصادية خاصة في الاماكن التي تكون فيها التكلفة للطاقة الكهربائية للشركة ما يعادل أو يفوق 0.15 دولار. الطاقة الفائضة المنتجة من هذه الخلايا الشمسية يمكن بيعها إلى مزودات الطاقة في مواقع مختلفة والتي بدورها يمكن ان تقلل أو ان تقضي على الصافي السنوي من المتطلبات الكهربائية.(لمعلومات أكثر ارجع إلى المباني ذات الطاقة صفر).

العامل الرئيسي والمفتاح للوصول إلى تكييف شمسي ذو جدوى اقتصادية هو تقليل متطلبات التبريد لكل بناء. يمكن القيام بتصميم نظام ذو كفاءة عالية لاستخدام الطاقة في المباني الحديثة ( و تبنيها ودمجها في المباني القائمة منذ القدم). منذ ان تم انشاء قسم الطاقة الأمريكي في عام 1977 تم تبني برنامجهم لمساعدة البيئة والذي قام بتقليل حمولة التدفئة والتسخين في المنازل ذات الدخل المنخفض إلى 5.5 مليون اي ما معدله 31%. مئة مليون مبنى أمريكي لا زال يحتاج إلى تحسين المساعدة البيئية أو ما يعرف ب 24weatherization. الممارسات البنائية الغير مدروسة لا زالت تنتج مباني جديدة غير فعالة و تحتاج إلى تحسينات بيئية منذ لحظة السكن فيها.

انه لمن السهل جدا تقليل متطلبات التبريد والتسخين للمباني الجديدة إلى النصف. وهذا غالبا ما يتم عمله بدون تكاليف صافية اضافية لانه يتم توفير بعض هذه التكاليف عن طريق استخدام انظمة تبريد اصغر و مزايا عديدة اخرى