ضوء الشمس هو المصدر الأمثل للطاقة لشحن المصابيح الشمسية. لكن بعض المناطق لا تصلها أشعة الشمس لأيام خلال الشتاء والرياح الموسمية. هل يمكن شحن المصابيح الشمسية داخل المنزل في مثل هذه الأيام؟ كيف يمكن شحن المصابيح الشمسية داخل المنزل؟ وهل يمكن شحنها باستخدام الضوء الاصطناعي؟
لماذا ضوء الشمس مهم لشحن الأضواء الشمسية؟
أنت تدرك أهمية ضوء الشمس في شحن المصابيح الشمسية. وجود الخلايا الكهروضوئية يُمكّن المصابيح الشمسية من الشحن بشكل كافٍ حتى في الأيام الغائمة. كل ما تحتاجه هو ضوء الشمس لشحن البطاريات. ولكن هناك أيام لا تشرق فيها الشمس، وتبدأ بطارية مصباحك الشمسي بالنفاذ. تحتاج المصابيح الشمسية إلى حل بديل في مثل هذه الظروف. لهذا، تُعدّ الإضاءة الاصطناعية والوسائل الأخرى مفيدة.
هل يمكنك شحن الأضواء الشمسية داخل المنزل؟
نعم، يمكنك شحن مصابيح الطاقة الشمسية داخل المنزل وخارجه. إذا تم ذلك بشكل صحيح، سيبقى مصباحك الشمسي بحالة جيدة خلال فصول الشتاء والرياح الموسمية دون ضوء الشمس. المصابيح الشمسية هي مصابيح محمولة تركيبات الإضاءة التي تعتمد على الطاقة الشمسية. مع أن الشمس هي مصدرها الرئيسي للطاقة، إلا أنه يمكن شحنها داخل المنزل أيضًا. فكل ما نحتاجه هو شحن بطارياتها من خلال توفير حرارة وإضاءة كافية لألواحها الشمسية.
1. أجزاء المصباح الشمسي
أ. البطارية: تحتوي علبة معدنية أو بلاستيكية على مجموعة من البطاريات تحتوي على أقطاب كهربائية ذات مهبط وأنود. تحدث تفاعلات كيميائية في هذه الأقطاب. تستخدم بطارية الإضاءة الشمسية تقنية الإلكتروليت الهلامي التي تتميز بأداء عالٍ في التفريغ العميق، مما يُمكّنها من العمل بسلاسة في درجات الحرارة العالية. توفر البطارية الطاقة نهارًا وتستخدمها ليلًا. من أنواع البطاريات الشائعة الاستخدام: الرصاص الحمضي، والنيكل والكادميوم، وهيدريد النيكل المعدني، والليثيوم.
ب. وحدة التحكم في الشحن: يحمي هذا النظام البطارية بتنظيم كمية الطاقة الواصلة إليها، ويضمن عدم تعرضها للشحن الزائد أو التفريغ الزائد، مهما كانت الأسباب. تشمل الأجزاء الإضافية في وحدة تحكم الشحن: وحدة تحكم في الإضاءة، ووحدة تحكم في الوقت، وتعويض درجة الحرارة، ومفاتيح تحويل التيار المتردد، ونظام الصوت، ونظام الحماية من الصواعق، ونظام الحماية من عكس القطبية. تُدير جميع هذه الأجزاء الأحمال الاحتياطية الحساسة، وتُساعد النظام على العمل بشكل طبيعي أثناء انقطاع التيار الكهربائي.
ج. الألواح الشمسيةتتكون الألواح الشمسية من بلورات. تتكون الألواح الشمسية من روابط تساهمية بين الإلكترونات على الغلاف الخارجي لذرات السيليكون. يُعتبر السيليكون موصلًا وعازلًا في آنٍ واحد، لأنه لا يوصل الكهرباء عادةً، ولكنه يعمل كموصل في ظروف معينة. تتكون الألواح الشمسية من طبقتين مختلفتين من السيليكون. تحتوي الطبقة العليا على إلكترونات أكثر من الطبقة السفلى؛ إذ تحمل الطبقة السفلى شحنة موجبة طفيفة، بينما تحمل الطبقة العليا شحنة سالبة طفيفة.
2. عمل الأضواء الشمسية
هل يُمكن شحن المصابيح الشمسية داخل المنزل؟ تعمل المصابيح الشمسية وفقًا لمبدأ التأثير الكهروضوئي. يُنشّط ضوء الشمس المار عبر الطبقة العليا من هذه الخلايا الكهروضوئية الإلكترونات سالبة الشحنة ويدفعها نحو الفراغات الموجبة الشحنة. تُوصَل عدة ألواح شمسية معًا لتكوين مصفوفة شمسية، وتُشكّل الإلكترونات التي تُدفع إلى الفراغات الموجبة الشحنة دائرة كهربائية. تُولّد الإلكترونات المتدفقة عبر هذه الدوائر تيارات كهربائية مستمرة.
يُخزَّن هذا التيار كطاقة كيميائية خلال النهار، وفي الليل تُحوِّل البطارية هذه الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية. تُنقل هذه الطاقة إلى المصابيح، فتُضاء مصابيح LED. بهذه الطريقة، تبقى المصابيح الشمسية مُضاءة طوال الليل أو حتى نفاد طاقة البطارية، أيهما أقرب.
3. أنواع الإضاءة الشمسية
أ) مصباح الشارع الكل في واحد: لا يتطلب تركيب هذا المصباح الشمسي أي كابلات، ويعمل ببطاريات الليثيوم. وهي الأخف وزنًا بين جميع البطاريات. تتوفر سعات 9 واط، 5 واط، 18 واط، و24 واط بجهد 12 فولت تيار مستمر. تبلغ سعة وحدة الطاقة الشمسية الكهروضوئية 100 أمبير/ساعة.
ب) مصباح الشارع CFL: يتميز بكفاءة إضاءة عالية، وهو الأكثر سطوعًا في القائمة. تتراوح سعته بين ١٢ وات، و١٥ وات، و١٨ وات، و٢٤ وات، بجهد ١٢ فولت تيار مستمر. تبلغ قدرة وحدته الكهروضوئية ٧٤ وات ذروة.
ج) إنارة الشوارع ضد الفيضانات: تتميز بأعلى سطوع وتوفر أقصى تغطية للمساحة باستخدام عدد أقل من الوحدات. سعاتها المتاحة هي 15 واط، 18 واط، و24 واط بجهد تيار مستمر 15 فولت. تبلغ سعة وحدة الطاقة الشمسية الكهروضوئية 100 أمبير/ساعة.
د) مصابيح الشوارع LED: سهل التركيب، ويأتي مع إعدادات أكريليك عالية الانكسار. تتراوح سعته بين 6 وات، 9 وات، 12 وات، 15 وات، 18 وات، و24 وات، بجهد 12 فولت تيار مستمر. يمكن تخصيص وحدته الكهروضوئية بقدرات 37 و40 و75 و100 و125 و150 واط.
انظر أيضا: كم عدد البطاريات التي يمكن للوحة شمسية بقدرة 50 وات شحنها؟
هل يمكن شحن الأضواء الشمسية بالضوء الاصطناعي؟
طريقة أخرى يمكنك من خلالها شحن ضوء الشمس يوجد بالداخل ضوء صناعي. نعم، يمكنك شحن المصابيح الشمسية بالضوء الصناعي. مع ذلك، فإن عدد المصابيح، وقوتها، وبعدها عن اللوحة الشمسية يحددان الوقت والشحن. كما أن قوة الألواح الشمسية تحدد كمية الشحن التي توفرها بطارياتها من الإضاءة الصناعية. لشحن المصابيح الشمسية، يُفضل استخدام المصابيح المتوهجة لأن طول موجتها مشابه لطول موجة الشمس.
1. لومينز
بما أن المصابيح المتوهجة نادرة الوجود هذه الأيام، يمكنك استخدام مصباح ذي شدة إضاءة عالية (لومن) لأنها ستكون أكثر كثافة، وهذه الكثافة ستُلبي حاجة الألواح الشمسية إلى ضوء الشمس. بهذه الطريقة، سيتم شحنها بكفاءة وسرعة. تُحدد قوة المصابيح قوة الإضاءة، وكلما زادت قوتها، زادت قوة الإضاءة.
فيما يلي جدول لمقارنة قوة المصابيح المختلفة و لومناتها.
| شمعة | المصابيح الفلورية (واط) | المصابيح المتوهجة (واط) | مصابيح LED (واط) |
| 250 | 4-9 | 25 | 3 |
| 450 | 9-13 | 40 | 4-5 |
| 800 | 13-15 | 60 | 6-8 |
| 1100 | 18-25 | 75 | 9-13 |
| 1600 | 25-30 | 100 | 16-20 |
| 2000 | 28-40 | 125 | 20-25 |
| 2600 | 30-55 | 150 | 25-28 |
2. الحرارة
يُعدّ هذا عاملاً مهماً يؤثر على كفاءة الخلايا الكهروضوئية. يُعدّ الحفاظ على درجة حرارة الغرفة ضرورياً للحصول على أفضل إنتاج من مصابيح الطاقة الشمسية أو نظام الطاقة الشمسية ككل. تُقلّل درجات الحرارة التي تزيد عن 87 درجة مئوية (30.55 درجة فهرنهايت) من الإنتاجية، كما تُلحق درجات الحرارة المرتفعة للغاية الضرر بالألواح الشمسية وتُقلّل من كفاءتها. كما أن وضع مصابيح الطاقة الشمسية على سطح مظلم يزيد من سخونتها خلال النهار، مما يُشكّل خطر نشوب حريق.
كيفية شحن الأضواء الشمسية داخل المنزل؟
هل تتساءلون: هل يُمكن شحن المصابيح الشمسية داخل المنزل؟ إليكم أفضل الطرق الممكنة لشحن المصابيح الشمسية داخل المنزل.
1. ورق أسود
أعلم أننا نتحدث هنا عن مصابيح الطاقة الشمسية، وليس عن رسم لوحة قماشية. مع ذلك، يمكنك استخدام ورق أسود لتعزيز عملية شحن مصابيح الطاقة الشمسية. ووفقًا للمصدر، فإن وضع ورق أسود خلف اللوحة الشمسية سيمتص المزيد من الحرارة والضوء، مما يُمكّنها من الشحن بشكل أسرع. اللون الأسود يمتص الحرارة والضوء بشكل جيدتأكد من أن الورق لا يحجب أيًا من فتحات التهوية.
2. الأضواء المتوهجة
تُعتبر هذه المصابيح الأكثر فعاليةً وتكلفةً. يمكنك شحن مصابيح الطاقة الشمسية بوضع ألواحها الشمسية بالقرب من الضوء المباشر للمصابيح المتوهجة (ولكن ليس قريبًا جدًا). بهذه الطريقة، سيتم شحن البطاريات وسيعمل مصباحك. مع ذلك، قد لا تكون هذه الطريقة فعالةً لجميع مصابيح الطاقة الشمسية.
3. ضوء LED
قبل البدء، تحقق من طيف وطول موجة ضوء LED الذي تستخدمه لشحن مصباح الطاقة الشمسية. الطول الموجي القصير لا يكفي لشحن المصابيح. يُنتج مصباح LED ذو تصنيف كلفن مرتفع ضوءًا أزرق أكثر، ويمكنه شحن مصباح الطاقة الشمسية بدقة، وإلا، فقد يؤدي مصباح LED أبيض المهمة.
4. عدسة مكبرة
يمكن أيضًا استخدام عدسة مكبرة لشحن المصابيح الشمسية. هل تذكر تجربة الشمس والتكبير التي أجريتها في المدرسة؟ وبالمثل، ضع العدسة فوق اللوح الشمسي وركز ضوء الشمس عليه. بهذه الطريقة، ستكون كمية الضوء التي تستقبلها الألواح أعلى كثافة. سيتم شحن البطاريات بشكل أسرع، ولكن لا تضع العدسة بالقرب من الألواح. في هذه الطريقة، ستحتاج إلى القيام بذلك لمدة 3-4 ساعات.
5. مرآة
هل يُمكن شحن مصابيح الطاقة الشمسية داخل المنزل باستخدام مرآة؟ أحيانًا لا يُمكن وضع الألواح في الخارج لأسباب مُعينة. يُمكنك توجيه ضوء الشمس باستخدام المرآة إذا كنت ترغب في شحن مصباح الطاقة الشمسية داخل المنزل. ضع المرآة خلف اللوحة الشمسية، ثم أمِلها، واضبط زاوية انعكاس ضوء الشمس عليها. استخدم مرايا كبيرة لهذا الغرض.
6. العاكس
يُعد عاكس الطاقة الشمسية خيارًا رائعًا أيضًا، إذ يُساعد على شحن البطاريات بشكل أسرع. يعمل بنفس آلية المرآة، ولكن بفعالية أكبر. ضعه خلف اللوحة بحيث لا يسد أي فتحة تهوية، فقد يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة المصابيح الشمسية.
7. شاحن يعمل بالطاقة الشمسية
صُمم خصيصًا لهذا الغرض، وهو مفيد جدًا لشحن المصابيح الشمسية داخل المنزل. تأكد من توافق شاحن الطاقة الشمسية مع بطاريات المصابيح الشمسية. ضع لوحة شاحن الطاقة الشمسية في مكان مشمس، وسيشحن... بطاريات الأضواء الشمسيةيجب شحن الشاحن الشمسي الذي يحتوي على بطاريات مدمجة أولاً قبل شحن الأضواء الشمسية بها.
8. نافذة او شباك
كما تعلم، تحتاج الألواح الشمسية إلى ضوء الشمس. وضع الألواح بالقرب من الشرفة أو عليها حيث تتلقى أشعة الشمس المباشرة سيشحن المصابيح. إن أمكن، ضع اللوحة على نافذة جنوبية وتأكد من عدم وجود أي عائق.
9. مصباح يدوي
نعم، يُمكن شحن المصابيح الشمسية. مع ذلك، تعتمد سرعة الشحن ووقته على سطوع المصباح. يُصدر المصباح 100 لومن في المتوسط، مما يعني أن شحن المصابيح الشمسية سيستغرق وقتًا أطول. بالمقارنة مع يوم مشمس، تبلغ قوة لومن المصباح 1% فقط، وهي أقوى بنسبة 6.7% مقارنةً بيوم غائم. بعد ذلك، لننتقل إلى التعلم: هل يُمكن شحن المصابيح الشمسية في الظل؟
اقرأ أيضا: كيف يتم تشغيل الأضواء الشمسية في الليل؟
هل يمكن شحن الأضواء الشمسية في الظل؟
هل يُمكن شحن المصابيح الشمسية داخل المنزل في الظل؟ نعم، يُمكن شحن المصابيح الشمسية في الظل أيضًا. لكن مصطلح "الظل" يختلف باختلاف كمية أشعة الشمس المُستقبلة. تُمكّن مستشعرات الضوء الموجودة في الألواح الشمسية من تحديد وجود الضوء وغيابه. لا يتأثر اللوح الشمسي الذي تُظلله الشجرة كثيرًا، إذ يتلقى ما يكفي من ضوء الشمس لشحن بطارياته. أما إذا كان اللوح مُغطى بظلة كظلة المرآب، فلن يُشحن بكفاءة.
تأكد من أن الألواح تحصل على ما لا يقل عن 6-8 ساعات من الطاقة الشمسية لأنها عادة ما يكون لها دورة شحن مدتها 4 ساعات.
أهمية الزاوية
الوضع والزاوية متساويان مهم لشحن المصابيح الشمسية كضوء الشمس. وضع لوحة شمسية في مكانها الصحيح يُشحن المصابيح أسرع. الزاوية المثالية لوضع الألواح الشمسية هي 45 درجة. هذا يضمن وصول كمية كافية من ضوء الشمس إليها، مع ضمان عدم وجود أي عائق بعد ضبط الزاوية.
حسنًا، هل يُمكن شحن المصابيح الشمسية داخل المنزل؟ الآن، أنت تعلم أنه يُمكنك ذلك باختيار الوضع والمسافة المناسبين مع مراعاة النسبة الصحيحة للمعايير الأخرى. هل تعرف كيفية شحن المصابيح الشمسية داخل المنزل بأي وسيلة أخرى؟ هل يُمكن شحنها باستخدام الضوء الاصطناعي؟ هل جربت ذلك من قبل؟ هل يُمكن شحن المصابيح الشمسية في الظل؟ نعم، يُمكن ذلك، ولكن زاوية الشحن، ودرجة الحرارة، وسعة الألواح الشمسية، وعوامل أخرى تُحدد كمية شحن البطاريات.
