ملف تدريبي: الطاقة الشمسية

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على وصْف مزايا وعيوب الخلايا الشمسية، وكيفية حساب طاقة الخرج الكلية من الألواح الشمسية.

س١:

يُنتِج أحد المصانع نوعًا من الألواح الشمسية تكون قدرة الخرج لها 290 W عند تعرُّضها لضوء الشمس المُباشِر. ثُبِّتت 8 ألواح من هذه الألواح الشمسية على سطح منزل يستقبل في المُتوسِّط 3.2 hours من ضوء الشمس المُباشِر لكلِّ يوم على مدار السنة. ما طاقة الخرج الكلية للألواح الشمسية على هذا المنزل على مدار سنة؟ افترِض أن السنة بها 365 يومًا. أوجد الإجابة بالكيلووات-ساعة لأقرب كيلووات-ساعة.

  • أ2 360 kWh
  • ب2‎ ‎710 kWh
  • ج450 kWh
  • د652 kWh
  • ه990 kWh

س٢:

يوجد في إحدى المدن 5‎ ‎200 منزل. تستهلك هذه المنازل 1.976×10 kWh من الكهرباء كلَّ سنة. يُنتِج أحد المصانع نوعًا من الألواح الشمسية قدرة الخَرْج لها تساوي 330 W عند تعرُّضها لضوء الشمس المُباشِر. مُتوسِّط عدد ساعات ضوء الشمس المُباشِر كلَّ يوم على مدار السنة في هذه المدينة 2.8 hours. ما عدد الألواح الشمسية اللازم تثبيتها على سطح كلِّ منزل لتزويد المدينة كلها بالكهرباء اللازمة في السنة؟ افترِض أن كلَّ منزل يجب أن يُثبَّت عليه نفس عدد الألواح الشمسية، واستهلاك المدينة للطاقة ثابت طوال السنة. استخدِم القيمة 365 لعدد أيام السنة.

س٣:

يُصنِّع مصنع نوعًا من ألواح الطاقة الشمسية قدرة الخرج لها 300 W عند تعرُّضها لضوء الشمس المباشر. في أحد أيام الصيف، تعرَّض أحد ألواح الطاقة الشمسية تلك لضوء الشمس المُباشِر لمدة 6 hours. ما الطاقة الكلية الناتجة عن لوح الطاقة الشمسية على مدار الـ 6 hours تلك؟ اكتب إجابتك بوحدة kilojoules.

س٤:

مركز أموندسن سكوت القطبي الجنوبي هو مركز أبحاث في أنتاركتيكا، في القطب الجنوبي. خلال الشتاء الأنتاركتيكي، يستمد مركز الأبحاث الطاقة من عدة مولِّدات تعمل بوقود جي بي 8. أيٌّ ممَّا يلي أفضل شرح لعدم كَوْن الألواح الشمسية مناسبة لتوليد الطاقة خلال الشتاء الأنتاركتيكي؟

  • أستغطي العواصف الثلجية عند القطب الجنوبي الألواح الشمسية بالثلوج؛ ومن ثَمَّ تُحجب أي أشعة شمسية من الوصول إليها. يجب إزالة الثلج من هذه الألواح بشكل مستمر، وهو أمر غير عملي.
  • بتتوقَّف الألواح الشمسية عن العمل تحت درجة حرارة 0℃؛ ومن ثَمَّ تكون بلا فائدة عند القطب الجنوبي؛ حيث نادرًا ما تكون درجات الحرارة فوق −20℃.
  • جلا يمكن الاعتماد على الألواح الشمسية؛ لأنها تحتاج إلى صيانة دورية؛ وذلك غير عملي في درجات الحرارة الأقل من −20℃.
  • دخلال الشتاء الأنتاركتيكي، لا يستقبل القطب الجنوبي أي أشعة شمسية لعدة أشهر؛ ومن ثَمَّ فإن الألواح الشمسية تكون بلا فائدة.

س٥:

تُستخدَم الخلايا الشمسية في إمداد الأقمار الصناعية بالطاقة عادةً. أيٌّ ممَّا يلي سبب في اختيار الخلايا الشمسية مصدرًا للطاقة للأقمار الصناعية؟

  1. الخلايا الشمسية لا تحتاج إلى وقود صلب أو سائل ليُعاد تزويدها به كي تظل تولِّد الطاقة.
  2. الخلايا الشمسية تحتاج إلى القليل من الصيانة.
  3. الخلايا الشمسية توفِّر تيارًا كهربيًّا مُستمرًّا، وهو ما تحتاج إليه أغلب الأنظمة الكهربية كي تعمل.
  4. الخلايا الشمسية توفِّر تيارًا كهربيًّا مُتردِّدًا، وهو ما تحتاج إليه أغلب الأنظمة الكهربية كي تعمل.
  5. الخلايا الشمسية تكون تكلفة تصنيعها رخيصة جدًّا دائمًا.
  6. لا توجد سُحُب في الفضاء لتحجب ضوء الشمس الذي تحتاج الخلايا الشمسية إليه.
  • أب، جـ، د، و
  • بجـ، د، هـ، و
  • جأ، ب، جـ، و
  • دأ، ب، د، و
  • هأ، ب، جـ، هـ

س٦:

ما نوع التيار الذي تنتجه الخلايا الشمسية؟

  • أتيار متردِّد.
  • بتيار مستمر.
  • جتيار نابض.
  • دتيار متردد مقوم.

س٧:

تبلغ تكلفة الكهرباء 12.8p لكلِّ كيلووات ساعة. تتطلَّب الأسرة عادةً 3‎ ‎500 kWh من الكهرباء في السنة.

ما مقدار ما تُنفِقه الأسرة على الكهرباء لكلِّ سنة إذا كانت تُمَدُّ بالكهرباء من الشبكة القومية؟ اكتب إجابتك بالجنيه الإسترليني.

إذا رُكِّبت ألواح شمسية بتكلفة إجمالية مقدارها £2‎ ‎240 ووفَّرت هذه الألواح الكهرباء اللازمة على مدار السنة، فكم سنةً تمر قبل أن تبدأ الأسرة توفير تكلفة الكهرباء نتيجة تركيبها لهذه الألواح الشمسية؟

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.