تحميل كتاب الكترونيات القدرة (عملي)

تحميل كتاب الكترونيات القدرة (عملي)

لتخصص الات ومعدات كهربائية والقوى الكهربائية ومشغل لوحة التحكم

موسوعة الكهرباء والتحكم

كتاب الكترونيات القدرة (عملي) يأتي مكملا وشارحا لكتاب 
الكترونيات القدرة (نظري) يعتبر من الكتب المميزة. حيث يتناول الكتاب موضوعات شرح وطريقة توصيل التجارب العملية لدوائر الموحدات غير والكتاب يتكون من ثلاثة وحدات وحدة دوائر الموحدات غير المحكومة ووحدة دوائر الموحدات المحكومة ودوائر حاكمات الجهد المتردد. وتتكون من 13 تجربة.

محتويات كتاب الكترونيات القدرة (عملي): 

الوحدة الأولى : دوائر الموحدات غير المحكومة 

وتتناول وحدة دوائر الموحدات غير المحكومة مجموعة من التجارب :

التجربة الاولى : التعرف على عناصر الكترونيات القدرة وقراءة المواصفات الفنية من كتيب المواصفات 
التجربة الثانية : منحنى الخواص الكهربائي للموحد السيلكوني (الديود)
التجربة الثالثة: موحد (نصف موجة غير محكوم أحادي الوجه).
التجربة الرابعة : موحد موجه كاملة غير محكوم أحادي الوجه 
التجربة الخامسة : موحد نصف موجه غير محكوم ثلاثي الوجه 
التجرب السادسة : موحد موجه كاملة غير محكوم ثلاثي الأوجه.
موسوعة الكهرباء والتحكم
اختبار الديود

الوحدة الثانية : دوائر الموحدات المحكومة 

التجربة السابعة : دوائر اشعال الثايرستور 
التجربة الثامنة : منحنى الخواص الكهربائية للمقوم السليكوني المحكوم (الثايرستور)
التجربة التاسعة: موحد نصف موجه محكوم أحادي الوجه 
التجربة العاشرة: موحد موجه كاملة نصف محكوم أحادي الوجه 
التجربة الحادية عشر : موحد موجه كاملة محكوم أحادي الوجه 
التجربة الثانية عشر : موحد محكوم نصف نصف موجه ثلاثي الأوجه

موسوعة الكهرباء والتحكم

 الوحدة الثالثة : دوائر حاكمات الجهد المتردد.

وتتناول التجربة الثالثة عشر : حاكم الجهد المتردد أحادي الوجه 
موسوعة الكهرباء والتحكم

لتحميل الكتاب الرابط التالي 
المصدر: المؤسسة العامة للتدريب التقني والفني
Read More

إضاءة الطرق

إضاءة الطرق

موسوعة الكهرباء والتحكم
وضع الأعمدة على المنحنى الخارجي للطريق

أهم متطلبات إضاءة الطرق ليلا هي الارتقاء بعوامل الأمان ولتوفير الرؤية الكافية، وقد أوضحت الإحصائيات أن الطرق المضاءة إضاءة مناسبة ثقل بها حوادث المرور والجريمة وتنشط فيها الأعمال التجارية. وتوجد عدة عوامل تشارك في تحديد مستوى الاستضاءة المطلوبة بالطرق، ومن أهم هذه العوامل اعتبارات الأمان بالطرق، وحجم حركة مرور السيارات والمارة، فكلما زاد حجم المرور زادت نسبة التعرض للحوادث وتصبح الرؤية الغير جيدة مصدرا لارتباك حركة المرور والمارة.
موسوعة الكهرباء والتحكم

موسوعة الكهرباء والتحكم

وقد عرفت شوارع المدن الكبرى الإضاءة منذ قرون، وكان الناس في القاهرة القديمة مثلا في العصر المملوكي يلزمون بوضع مصابيح على أبواب دورهم، وشاع استعمال مصابيح الغاز في عواصم العالم منذ أواخر القرن التاسع عشر ثم حلت محلها مصابيح القوس الكهربائية فالمصابيح المتوهجة. ومع تطور صناعة السيارات وازدياد حركة المرور على الطرق ليلاً اكتسبت إضاءة الشوارع أهمية جديدة وتطلب الأمر استعمال مصابيح شديدة التوهج كمصابيح بخار الزئبق والصوديوم.

أين يوضع عمود الإنارة؟.

1- يجب أن تكون الإضاءة عند التقاطعات أعلى في مستوى الاستضاءة منها على طول الطريق، ويفضل أن يكون لون اللمبات عند التقاطعات بلون مختلف عن لون إضاءة الشوارع الطويلة حتى يستطيع القادم من بعيد أن يتهيأ لاقترابه من التقاطع فيبطىء من سرعته.
2- التقاطعات بأشكالها المختلفة سواء الـ T أو غيرها يجب أن تتم توزيعات الإضاءة فيها طبقا للقواعد الموضحة في الأشكال التالية:
3- ويفضل أيضا أن يتم تعليق وحدات الإنارة بطريقة مختلفة عند التقاطعات من أجل مزيد من التمييز كأن تكون الأعمدة عالية بدرجة مثلا مع استخدام عدد أقل حتى لا يضطرب المشهد عند التقاطع.
4- اذا كان عرض الشارع أقل من مرة ونصف ارتفاع العمود فيجب أن توضع أعمدة الإنارة على المنحنى الخارجي فقط كما في الشكل التالي:

موسوعة الكهرباء والتحكم

موسوعة الكهرباء والتحكم
وضع الأعمدة على المنحنى الخارجي للطريق

5- كلما ضاق نصف القطر لمنحنى الطريق عند أي التفاف كلما وجب أن تكون المسافة بين الأعمدة في المنحنى أصغر من المسافة التي كانت موجودة في الطريق الطولي قبل المنحنى، ويفضل أن تكون نصف المسافة أو ثلاثة أرباعها مع ضرورة وضع الأعمدة فقط على المنحنى الخارجي للدوران كما في الشكل التالي.

موسوعة الكهرباء والتحكم
زيادة الإضاءة عند المنحنيات 
6- توضع الأعمدة في الشوارع الطولية بطرق تختلف حسب عرض الشارع كما في الحالات التالية:
أ- اذا كان عرض الشارع أقل من ارتفاع العمود فيجب أن توضع الأعمدة على جانب واحد الشكل التالي:

موسوعة الكهرباء والتحكم

ب- إذا كان عرض الشارع مرة الى مرة ونصف من ارتفاع العمود فتوضع الأعمدة بطريقة خلف خلاف الشكل التالي:

موسوعة الكهرباء والتحكم

ج. إذا كان عرض الشارع أكبر من مرة ونصف ارتفاع العمود فتوضع الأعمدة متقابلة.
د. إذا وجدت جزيرة في وسط الشارع وضع الأعمدة داخلها.
هـ. ويجب ألا تزيد المسافة الفاصلة بين كل عمود وآخر على 4-5 أضعاف ارتفاع هذا العمود.

7- وفي المواصفات الأمريكية تكون الإضاءة على أحد الجانبين إذا كان عرض القسم المخصص للمرور أقل من 12 متراً، وتكون الإضاءة على محور الشارع إذا لم يزد عرضه على 18 متراً وتصبح الاضاءة لازمة على كلا الجانبين عندما يصل العرض الى 48 متراً.
موسوعة الكهرباء والتحكم

مستويات الإضاءة في الشوارع :

مستويات الإضاءة في الشوارع يحسمها أهمية الشارع، فالطريق الهام تكون مستوى الاستضاءة فيه تتراوخ بين 16-18 Lux، بينما الطريق الأقل أهمية تكون مستوى الاستضاءة فيه تتراوخ بين 4-8 Lux، وأما الطريق الفرعي يكون مستوى الاستضاءة فيه تتراوح بين 2-4 Lus.

ارتفاع العمود ونوع وقدرة المصباح:

يتوقف ارتفاع العمود وقدرة اللمبة على درجة أهمية الشارع مروريا، فأعلى المستويات ستكون على الـ High ways بينما ستكون أقل المستويات في الشوارع السكنية الضيقة. ويكن الاسترشاد بالقيم التالية في الجدول التالي، والمعتمدة في الكود الكويتي عند اختيار الأعمدة واللمبات، وبالطبع يجب الرجوع للموصفات الخاصة ببلدك عند التصميم النهائي.
موسوعة الكهرباء والتحكم
ارتفاع العمود وقدرة اللمبة

ارتفاع العمود وشدة الإضاءة :

من الواضح من قانون حساب شدة الاستضاءة عند نقطة

انها تتوقف على قوة المصباح I ، وتتوقف على ارتفاع العمود h وعلى النقطة الأفقي عن العمود أي بمعنى آخر تتوقف على طريثة توزيع شدة الإضاءة والمعروفة بالـ Polar Curve. ومن ثم فكلما ارتفع العمود سنكسب اشياء ونفقد اشياء أخرى : سنكسب أن الضوء سيصير موزعا على مسافة أفقية أكبر من ثم ستزيد المسافة بين كل عمودين ولكن ستضعف شدة الاستضاءة عن أي نقطة بسبب زيادة h لكننا سنكسب ايضا أن الزغللة ستقل لأن العمود صار مرتفعا وكذلك سيقل طول ظل الإنسان على الأرض وهذه نقطة مهمه لا سيما في ملاعب الكرة الليلية.

ومن ثم فنحن موازنات بين متناقضات حتى نصل للإرتفاع الأمثل للعمود، وحاليا تقوم البرامج الجاهزة مثل Dialux بهذه الحسابات بسرعة وكفاءة لاسيما أنه عند إضاءة الطرق سيدخل في الحساب عوامل أخرى منها سرعة الطريق وأهمية وعدد الحارات به، وهل هناك عبور للمشاه به أم لا وهل هناك سماه لحارة درجات أم لا، وما هي درجة البلل عليه (هل هناك مثلا مطر دائم فيسبب انعكاس للضوء في أعين السائقين) الخ.

وقد يدخل الحساب الطبيعة الجغرافية للتقاطع كوجود كباري عاليه أو أنفاق مفتوحة تتسبب في انخفاض مستوى الطريق عن جزء منه مما يستدعي رفع طول العمود، ففي الكويت مثلا معظم أعمدة الطرق السريعة ارتفاعها 30 مترا ما عدا عمود واحد فقط طوله 40 متر .

المصدر: المرجع في التصميمات والتركيبات الكهربائية
Read More

أنواع المصابيح الكهربية الجزء الأول

انواع مصابيح الاضاءة الكهربية

الجزء الأول

موسوعة الكهرباء والتحكم

يضم هذا الموضوع انواع مختلفة من مصابيح الاضاءة الكهربية التي تستخدم في التمديدات الكهربائية بشكل عام سواء داخل المنازل او في الطرق مثل المصابيح المتوهجة ومصابيح الهالوجين ومصابيح التفريغ الغازي ومصابيح الفلورسنت.

المصابيح هي مصدر الإضاؤة الكهربية حيث تقوم بتحويل القدرة الكهربية الى قدرة ضوئية. ويوجد أنواع كثيرة من المصابيح الكهربية تختلف في تركيبها وطرق تشغيلها وكفاءتها ولون إضاءتها. ويمكن تصنيف المصابيح الكهربية في أربع مجموعات:

1- المصابيح المتوهجة وتتضمن ما يلي:

- مصابيح التنجستن العادية Incandescent Lamps
-مصابيح التنجستين الهالوجينية Tungsten Halogen Lamps
2- مصابيح التفريغ الغازي (Gas Discharge Lamps) وتتضمن ما يلي:
- مصابيح الفلورسنت Fluorescent Lamps (وتعرف أيضا بمصابيح الزئبق منخفض الضغط).
- مصابيح الصوديوم ذات الضغط العالي (HPS)  وتعني High Pressure Sodium Lamps.
- مصابيح الصوديوم ذات الضغط المنخفض (SOX) وتعني Low Pressure Sodium Lamps
- مصابيح الزئبق ذات الضغط العالي (HPM) وتعني High Pressure Mersury Lamps.
- مصابيح الهاليد المعدني Metal Halide Lamps.
- لمبات النيون Neom lamp
3- المصابيح الموفرة للطاقة.
4- مصابيح الـ LED

المصابيح المتوهجة Incandescent lamps :

تنتج مصابيح الفتيلة المتوهجة ضوءا عند تسخين فتيلة التنجستن حتى التوهج، ولذا تسمى أيضا بالمصابيح الحرارية، وقد استخدم التنجستن فيها لما يتميز به من صلابة، وتحمل للحرارة العالية، كما أنه يتميز كذلك بضعف معدل البخر له (المقصود تبخر السلك المعدني مع ارتفاع درجة حرارته). وتوضع الفتيلة في وسط مفرغ من الهواء (بصيلة) تحتوي على غاز خامل (أرجون أو أرجون + نيتروجين). وقد يرفع الضغط داخل البصيلة الى 1.5 جوى، لأن الضغط المرتفع يخفض معدل البخر ويطيل عمر المصباح. ووظيفة هذا الغاز الخامل أن يمنع أكسدة الفتيلة عند ارتفاع درجة حرارتها، ويقلل من تبخر معدن الفتيلة، ومن ثم يطيل من عمر المصباح، كما أنه يقلل من السواد الذي يغطي المصباح من الداخل نتيجة البخر. والشكل التالي يوضح مكونات المصباح.
موسوعة الكهرباء والتحكم
مصباح التنجستن

والبصيلة لها أنوع متعددة :
- زجاج عادي وله أشكال متنوعة (شفاف - مفضض).
- أبيض ديلوكس (سيلكا تخفي السواد الناتج عن البخر).
- ضوء النهار (زجاج أخضر مزرق يمتص جزء من الأحمر).
والكفاءة الضوئية للمصابيح المتوهجة المستخدمة في الطرق حوالي 10 Lm/W وتعتبر كفاءة منخفضة حيث يضيع جزء كبير من الطاقة على صورة حرارة. وأكثر استخداماته تكون في مجالات الخدمة الشاقة مثل القطارات والسيارات وإشارات المرور . وهذه بعض الخواص الهامة:
- المظهر دافىء (2800 درجة)
- أمانة النقل  قرب 100
العمر   1000-4000 ساعة
الفتح والغلق   لا يحتاج لدائرة خاصة ولا يتأثر عمره بعددها
التحكم    يمكن خفض جهد حتى 50%

مصابيح الهالوجين :

الأصل أنها مصابيح تنجستن وأضيف لها أحد الهالوجين (يود، بروم، فلور) ويصدر عنها حرارة عالية لذا نستخدم الكوارتز في رجاج البصيلة الخاصة بها الشكل التالي، وفكرة عمله أنه عندما يتحد بخار التنجستن مع الهالوجين المضاف فإن الجزيئات الناتجة تقترب من الفتيل التنجستن الساخن وترسب عليه وبالتالي فقد اختفت معه ظاهرة السواد الداخلي، وهذه الدورة استرجاعية Regenerative cycle . بمعني ان المادة المتكونة مع ارتفاع درجة حرارة الفتيلة تتحلل مرة أخرى الى تنجستن وهالوجين، وهكذا.

وقد أدت فكرة هذه الدورة الى إطالة عمر المصباح الى 2000 ساعة كحد أدنى بدلا من 1000 ساعة، والى زيادة الكفاءة الضوئية الى 21 لومن / وات بأمانة نقل ألون عالية تقترب من 100، لكن يفضل معه خفض الجهد. لاحظ أن التخلص التام من ظاهرة التسويد أدي الى خفض الغلاف الزجاجي الى 90% من حجم مصباح متوهج عادي له نفس القدرة.

موسوعة الكهرباء والتحكم

وأيرز مجالات الاستخدام في المناطق التي تحتاج الى قدرة عاليه، وامانة عالية لنقل الالوان مثل اجهزة تسليط الشرائح Projectors، ومصابيح السيارات، وإضاءة المسارح، كما يستخدم في المنازل و المحلات ولمبات الغمر الضوئي Floof Light والبؤر الضوئية Spot Light

أما القدرة بالوات فلها تنوع كبير واشهرها

500-300-150-100-75-50-35-20

أنواعها من حيث الجهد

لها نوعين رئيسين نوع يعمل على الجهد الأساسي أو ما يسمى جهد الشبكة 230 فولت (يختلف باختلا البلد) ونوع يعمل بالجهد فائق الانخفاض ويسمى للسهولة الجهد المنخفض (12V) او (24V).
الميزة الرئيسية للنوع الأول (الذي يعمل على الجهد الأساسي)
1. لا يحتاج الى محول
2. أن تنوع الوات فيه كبير فمثلا 300 وات و 500 وات و2000 وات تتواجد بجهد اساسي فقط ولا يمكن الحصول عليها بجهد منخفض.
الميزة الرئيسية للنوع الثاني (مصابيح الجهد المنخفض)
1. حجم المصباح صغير بالمقارنة مع النوع الأول وكذلك حجم جهاز الإنارة يكون صغير جداً قد يصل الى 50 ملم أو حتى أصغر وقد تصل فتحة جهاز الإنارة الى 30 ملم.
2. عمره أطول لذلك يكثر استخدامه فقد يصل عمر مصابيح تقنية الـ IRC الى 6000 ساعة عمل.
أهم محاسن مصابيح الهالوجين :
1. لها درجة إظهار لون (color rendering) عالية جداً أعلى من جميع المصابيح الأخرى وتصل الى 100% مقارنة مع ضوء الشمس.
2- الطيف اللوني لها قريب من الطيف اللوني لضوء الشمس.
3- لونها اصفر دافىء
4. هذه المصابيح تصلح لإظهار بريق المجوهرات والمعادن.
5. حجمها صغير جداً مما يجعل التحكم بالحزمة الضوئية سهل وتكون أجهزة الإنارة صغيرة.
6. يمكن إعتامها (dimming) بسهولة من 0-100%.


7- سعرها رخيص بشكل عام مقارنة مع المصابيح الأخرى ويعتبر رخيص جدا مقارنة مع مصابيح الميتل هالايد التي تتساوى معها في اظهار البريق والحجم الصغير.

كيفية قراءة كود هذا المصباح 

يوجد العديد من الاختصارات للمصابيح ولكن أكثرها انتشارا هو الصادر عن الهيئة الفيدرالية الألمانية لصناعة الكهرباء والالكترونيات ZVEI


شرح الكود من اليسار لليمين 
موسوعة الكهرباء والتحكم

موسوعة الكهرباء والتحكم

مثال عن كيفية قراءة الرموز 

موسوعة الكهرباء والتحكم

مصابيح التفريغ الغازي 

تنتج مصابيح التفريغ الغازية الضوء من طريق مرور الكهرباء عبر غاز تحت الضغط، بدلا من توهج الفتيلة كما في المصابيح المتوهجة. ومثل هذه العملية تسمى بالتفريغ الكهربائي Electric Discharge. ولذا تسمى هذه المصابيح أحياناً بمصابيح التفريغ الكهربائي. وتضم هذه العائلة من المصابيح : المصابيح الفلورية، ومصبايح النيون، ومصابيح الصوديوم منخضة/ عالية الضغط، ومصابيح بخار الزئبق عالية الضغط، ومصابيخ الهاليد المعدنية. 

الفكرة العامة لمصابيح التفريغ الغازي:

الفكرة العامة لكافة هذه المصابيح هو حدوث قوس كهربي Electric Arc خلال غاز تحت ضغط منخفض أو مرتفع. وفي أغلب هذه المصابيح يكون هناك غازين خاملين بداخل المصباح : الأول يكون سريع التأين ويسمى غاز البدء، ويحتاج لجهد عالي عند البدء، أما الغاز الثاني فتستثار ذراته باصطدام الالكترونات المنبعثة من الكترودات اللمبة (التي تصنع غالبا من التنجستن)، ويصاحب ذلك انبعاث للخطوط الطيفية Light Spectrum الخاصة بهذه الذرات، ولذا ستختلف الالوان الصادرة من هذه المصابيح حسب الغاز الثاني الموجود بداخلها، وتسمى اللمبة غالبا باسم هذا الغاز (الصوديوم، النيون، الزئبق، الخ).

وظيفة الملف الكابح:

وينشأ عن الـ Electric في الغاز الثاني تيار عالي جدا، لا سيما وأن مقاومة الـ Arc سالبة أي أنها تنقص مع زيادة التيار فتحدث زيادة مضطردة في قيمة التيار، ولذا نحتاج غالبا الى ملف كابح Ballast يوصل على التوالي مع المصباح للحد من هذا التيار طوال مدة تشغيل المصباح. وللملف الكابح وظيفة أخرى هي المحافظة على فرق الجهد خلال اللمبة ثابتا طوال فترة التشغيل. ومع وجود هذا الملفات أصبح من الضروري استخدام مكثفات لتحسين معامل القدرة في هذه النوعية من المصابيح بسبب انخفاض الـ Powet Factor . 

وتجدر الإشارة هنا الى أن لهذا الـ Ballast وظيفة أخرى تحدث تحديدا عند البدء فقط، حيث يساهم بصورة أساسية في توليد الجهد العالي اللازم لعملية البدء. فعند توصيل الكهرباء لدائرة المصباح يقوم البادىء (Starter or Lgniter) بتوصيل تيار صغير يمر خلال ملف الـ Ballast ، وينشأ هذا التيار مجالا كهربيا صغيرا في الملف، لكن هذا البادىء سرعان ما يفصل وينقطع التيار، وهنا نستفيد من الـ Inductance العالية التي يتميز بها هذا الملف، حيث سيحاول هذا الملف الإبقاء على التيار داخله ومنعه من الانهيار (تذكر أن من أساسيات الكهرباء أن أى ملف Coil يحاول دائما منع أي تغير في التيار: فإذا زاد التيار خلاله فإنه يحاول منعه من الزيادة، واذا نقص فانه يحاول منعه من النقصان، وهي القاعدة المعروفة بقاعدة لنز Lenz Rule، وهذه الخاصية مفيدة جدا هنا لأن محاولة الملف منع التيار من التناقص سينشأ عنها ظهور جهد عالي لحظي بين أطراف الملف وتتأثر اللمبة بهذا اللمبة بهذا الجهد العالي فيحدث انهيار لعزلية الغاز الموجود بداخلها فيحدث تفريغ للغاز ELectric Discharge ، ويصبح موصلا. وقد يحتاج لعدة محاولات للوصول الى التوصيل الدائم حيث تصبح درجة الحرارة داخله مناسبة. وهذه الفكرة العامة تكاد تكون مشتركة في كافة أنواع مصابيح التفريغ.

وبستثناء المصابيح الفلورية فإن مصابيح التفريغ الغازي لا تستخدم في المنازل، حيث تبدو ألوان الأشياء مختلفة عن لونها الطبيعي بدرجة كبيرة على الرغم من أنها تعمر مدة أطول، وتعطى ضوءا أشد، مقابل كل واط من القدرة، وهي من هذا الجانب أكفأ من المصبايح المتوهجه.

مصابيح الفلورسنت (الزئبق منخفض الضغط)

يتركب المصباح الفلورسنت من الكترودين عند الأطراف (يسميان بالأنود والكاثود)، تنبعث منهما الكترونات عند تسخينها، وغالبا تكون مصنوعة من تنجستن مطلي بالباريوم، وتوضع الـ Electrodes داخل أنبوب اسطواني يحتوي على خليط من بخار الزئبق والأرجون تحت ضغط منخفض جدا (وهذا يساعد على إبقائه على هيئة غاز)، كما يحتوي السطح الداخلي للأنبوب على مادة فوسفورية تقوم بامتصاص الأشعة الفوق البنفسجية التي تطلق لدى مرور تيار في غاز بخار الزئبق (والتي هي في الأصل موجات غير مرئية)، وتطلق هذه المادة بعد امتصاصها لهذه الأشعة موجات ضوئية بجمي الأطوال الموجية مما ينشىء اللون الأبيض المميز لهذه اللمبات. 

ويحتاج المصباح إلى بادىء تشغيل Starter (أنبوب صغير بداخله غاز الأرجون سريع التأين وبه الكترودين قريبين لبعضهما لتسهيل عملية التفريغ)، ويحتاج كذلك الى الملف الكابح Ballast.

وعند توصيل طرفي اللمبة الى مصدر كهربي AC supply فإن جهدا كهربيا سينشأ بين طرفي اللمبة وطرفي الـ Starter راجع الشكل التالي ، لكن وبسبب كون الغاز داخل الأنبوب باردا في بداية التشغيل فإن الألكترونات المنبعثة من الفتيلة ستلاقي مقاومة للمرور عبر الغاز، لهذا ستمر عبر الـ Starter الذي يتأين غازه أسرع، ثم تمر عبر الكترودات مصباح النيون، وبمرور التيار فإن الالكترودين سيسخنان بشكل كبير (وهي اللحظة التي يحمر فيها طرفي المصباح). 

ومعروف أن الالكترونات تكون سريعة في المواد الساخنة، مما سيجعل عملية قذف الإلكترونات أسهل ليمر عبر الغاز فتمر أول دفعة من الالكترونات (وهي التي تسخن لدرجة كافية، فينقل مرة أخرى ليمر عبر الـ Starter، لتسخن الإلكترودين من جديد، وتنتقل الدفعة الثانية من الإلكترونات عبر الغاز، تتكرر هذه العملية عدة مرات حتى يسخن الغاز بشكل كاف ليكون مرور الإلكترونات عبره اسهل من مرورها عبر الـ  Stater (لهذا يومض المصباح عدة مرات قبل أن يعمل) ، ويقوم الملف Ballast بمنع مرور التيار من الارتفاع لقيم عالية بعد تمام الإضاءة وحدوث التفريغ خلال أنبوبة المصباح الرئيسية. 


لأحظ أنه في كل مرة - خلال المحاولات الأولية في بداية التشغيل - عندما ينقطع التيار خلال الـ Starter فإنه يتولد جهد عالي، فينكسر عزل الغاز في الأنبوب الرئيسي ويحدث تفريغ بين الإلكترودين الأصليين ويمر التيار الذي ما يلبث أن ينقطع لأن الغاز لم يسخن لدرجة كافية.

موسوعة الكهرباء والتحكم

وتتميز هذه المصابيح بأنها تعطي ضعف الكفاءة الضوئية للمصابيح المتوهجة.

السمات والخواص لمصابيح الفلورسنت (الزئبق منخفض الضغط)

- زمن البدء 2-5 ثواني (الأنواع الجديدة لها بدء سريع)
- معامل القدرة Power factor
- الألوان (الأبيض - دافىء - ديلوكس يشبه المتوهج)
- العمر 7500 ساعة 
- الكفاءة الضوئية حوالي 80 ليومن / وات 
- يتأثر الضوء بالتقادم (يتراكم مسحوق على السطح الداخلي).
- يتأثر بالحرارة (تؤثر على كمية الطاقة الفوق بنفسجية من القوس).
- لا يعمل اذا انخفض الجهد عن 75%
- نستخدم مكثف لتقليل تأثير التداخل Interference مع أجهزة الاتصالات وأيضا لتحسين معامل القدرة .


ورغم أن أغلب المصابيح الفلورية عبارة عن أنبوبة اسطوانية الشكل إلا أنه توجد مصابيح على شكل حرف U أو دائرية الشكل. 

كما أنه يوجد ثلاثة أنواع من المصابيح الفلورية حسب تشغيلها: 

- مصباح ذو تسخين متقدم "قبل بدء التشغيل" وهو يحتاج الى بادىء خاص. 
- مصباح سريع البدء ولا يحتاج الى بادىء، ويستغرق البدء فيه ثانية او ثانيتين، وهو مزود بـ Starting Coil داخلي يوضع قريب من الإلكترودين وموصل بالأرض. 
- مصباح لحظي البدء ولا يحتاج الى بادىء بل تنبعث الألكترونات على البارد من مادة يطلى بها الإلكترودين. 

قراءة رمز اللون الموجود على المصباح كما في الشكل التالي:

موسوعة الكهرباء والتحكم

المصدر: المرجع في التركيبات و التصميمات الكهربية






Read More

تحميل كتاب الكترونيات القدرة (نظري)

تحميل كتاب الكترونيات القدرة (نظري)

لتخصص الات ومعدات كهربائية والقوى الكهربائية ومشغل لوحة التحكم


كتاب الكترونيات القدرة (نظري) يعتبر من الكتب المميزة. حيث يتناول الكتاب موضوعات دوائر الموحدات غير المحكومة  ودوائر الموحدات المحكومة ومقطعات التيار المستمر وحاكمات الجهد المتردد والعواكس، يحتوي الكتاب على ست وحدات تتناول موضوعات الكترونيات القدرة (نظري) من مختلف جوانبها.

محتويات كتاب الكترونيات القدرة (نظري): 

الوحدة الأولى : دوائر الموحدات غير المحكومة 

مقدمة لإلكترونيات القدرة 
عناصر الكترونيات القدرة
دايود القدرة  
- دايود الأغراض العامة .
- الدايود سريع الاستعادة.
- دايود شوتكي
دوائر التوحيد غير المحكومة 
دوائر التوحيد أحادية الوجه
الموحد نصف الموجه أحادي الوجه 
موحد موجه كاملة ذو نقطة وسطية أحادية الوجه.
موحد القنطرة أحادية الوجه 
دوائر التوحيد ثلاثية الأوجه 
موحد نصف موجه ثلاثي الأوجه 
موحد القنطرة ثلاثي الأوجه 
دوائر التنعيم والتنقية 
تطبيقات.
دايود  الأغراض العامة (من شركة بوركس Powerex)

الوحدة الثانية : دوائر الموحدات المحكومة 

الثايرستور 
تركيب الثايرستور وتشغيله 
خواص الثايرستور 
طرق إشعال الثايرستور 
طرق إيقاف التايرستور (الإخماد)
حماية الثايرستور 
أنواع الثايرستور 
الموحدات المحكومة 
موحد أحادي الوجه نصف الموجه المحكوم 
- موحد احادي الوجه نصف الموجه المحكوم مع حمال مادي 
-الموحد الأحادي الوجه نصف الموجه المحكوم مع حمل مادي وحثي.
موحد أحادي الوجه موجه كاملة نصف محكوم 
موحد أحادي الوجه موجه كاملة محكوم 
الموحد المزدوج الأحادي 
موحد نصف موجه ثلاثي الأوجه محكوم 
موحد ثلاثي الأوجه موجه كاملة نصف محكوم 
موحد ثلاثي الأوجه موجه كاملة محكوم 
موحد مزدوج ثلاثي الأوجه.
موحد أحادي الوجه موجه كاملة نصف محكوم

 الوحدة الثالثة : مقطعات التيار المستمر 

ترانزستور القدرة 
الترانزستور الثنائي القطبية 
ترانزستور تاثير المجال أكسيد المعدن شبه الموصل 
الترانزستور الثنائي القطبية ذو البوابة المعزولة 
مقطعات التيار المستمر 
- نظرية عمل مقطعات التيار المستمر 
- طرق التحكم بمقطعات التيار المستمر 
- أنواع مقطعات التيار المستمر 
- المقطعات الخافضة 
- المقطعات الرافعة .
البناء الأساسي للترانزستور ثنائي القطبية 


الوحدة الرابعة : حاكمات الجهد المتردد:

1- فكرة عمل حاكمات الجهد المتردد وتتناول (التحكم في فترات التشغيل والايقاف وذلك بالتحكم في زاوية إشعال الثايرستور.
2- حاكم الجهد المتردد الأحادي الوجه مع حمل مادي وحثي .
كما يتناول تطبيقات :
- التحكم في شدة الاضاءة 
- التحكم في درجة الحرارة 
موجات الجهد لحاكم الجهد المتردد (التحكم في فترات التشغيل والإيقاف)

الوحدة الخامسة : العواكس:

وتتناول الوحدة الخامسة التطبيقات الصناعية للعواكس. وفكرة عمل العاكس وعاكس مصدر الجهد.
من حيث : 
عاكس نصف قنطرة أحادي الوجه 
- حالة العمل المادي 
- حالة الحمل الحثي 
عاكس قنطرة أحادية الوجه 
- حالة الحمل المادي 
- حالة الحمل الحثي 
- عاكس القنطرة الثلاثي الأوجه 
- طرق التحكم في جهد خرج العاكس 
- تعديل عرض النبضة 
- تعديل وحيد لعرض النبضة 
- تعديل متضاعف لعرض النبضة 
- تعديل جيبي لعرض النبضة.
العاكس ثلاثي الوجه

الوحدة السادسة: أجهزة الطاقة غير المنقطعة:

مكونات أجهزة الطاقة غير المنقطعة.
الموحد 
البطارية 
- شحن البطاريات  
العاكس 
- فكرة عمل العاكس 
أنواع أجهزة الطاقة غير المنقطعة 
- الأحادي التغيير 
- وضع الاستعداد 
- وضع الاستعداد باستخدام محول الرنين
التفاعلي 
المصدر المزدوج التغير 
جهاز غير منقطع القدرة في حالة التشغيل من المصدر الرئيسي

لتحميل الكتاب الرابط التالي 
المصدر: المؤسسة العامة للتدريب التقني والفني
Read More

تحميل كتاب تقنية التحكم الآلي (عملي)

تحميل كتاب تقنية التحكم الآلي (عملي) 

لتخصص الآلات والمعدات الكهربائية 

والقوى الكهربائية ومشغل لوحة التحكم 

موسوعة الكهرباء والتحكم
كتاب تقنية التحكم الآلي (الجزء العملي) ياتي مكملا لكتاب تقنية التحكم الآلي (الجزء النظري)  لتخصص الآلات والمعدات الكهربائية والقوى الكهربائية ومشغل لوحة التحكم، والكتاب يتناول ثلاثة وحدات وكل وحدة تتناول شرح لمجموعة من التجارب مثل اساسيات برنامج MATLAB  وتجربة استجابة نظام حراري لإشارة الخطوة الحاكم التناسبي التكاملي التفاضلي PID-Controller.

محتويات كتاب تقنية التحكم الآلي (عملي) 

الوحدة الأولى : أساسيات برنامج MATLAB

التجربة الأولى : شرح استخدام برنامج MATLAB.

الوحدة الثانية : تحليل الاستجابة الزمنية لبعض الأنظمة الصناعية ذات الدائرة المفتوحة .

وتتناول ثلاثة تجارب :
1- استجابة نظام حراري لإشارة الخطوة.
2- استجابة محرك تيار مستمر لإشارة الخطوة.
3- استجابة نظام الإضاؤة لإشارة الخطوة. 
توصيل تجربة استجابة نظام حراري لإشارة الخطوة.

الوحدة الثالثة : تحليل الاستجابة الزمنية لبعض الأنظمة الصناعية ذات الدائرة المغلقة.

1- الحاكم التناسبي P-Controller
2- الحاكم التكاملي I-Controller
3- الحاكم التناسبي التكاملي PI-Controller
4- الحاكم التناسبي التكاملي التفاضلي PID-Controller
5- الحاكم التناسبي التكاملي التفاضلي الرقمي (التحكم الرقمي في الإضاءة ) Automatic Light Control 
توصية التحكم في الاضاءة 


لتحميل الكتاب الرابط التالي 
المصدر: المؤسسة العامة للتدريب التقني والفني
Read More

تحميل كتاب الآت التيار المتردد (عملي)

تحميل كتاب الآت التيار المتردد (عملي)

لتخصص الات ومعدات كهربائية والقوى الكهربائية ومشغل لوحة التحكم

موسوعة الكهرباء والتحكم

ياتي كتاب الآت التيار المتردد (عملي ) شارحا ومكملات لكتاب الآت التيار المتردد (نظري) وهو من الكتب المميزة حيث يتناول الكتاب موضوعات المحركات الحثية ثلاثية الاوجه من الجانب العملي من مختلف التجارب العملية ومحركات الوجه الواحد والمولدات التزامنية والمحركات التزامنية من الجانب العملي لمختلف التجاري التي يمكن ان تجري على المحركات والمولدات السابقة، والكتاب يحتوي على اربعة وحدات  ومجموعة من التجارب التي تقدم شرحا وافيا لموضوعات الكتاب.

محتويات كتاب الآت التيار المتردد (عملي): 

الوحدة الاولى : المحركات الحثية ثلاثية الأوجه

التجربة الأولى: تركيب ونظرية عمل المحرك الحثي ثلاثي الأوجه:

موسوعة الكهرباء والتحكم
وتتناول  (الهدف من التجربة واداوات التجربة وخطوات التجربة) : 
كما يتناول:
أولا : قراءة لوحة البيانات (خطوات العمل)
ثانيا : التعرف على مكونات المحرك (خطوات العمل)
ثالثا : كيفية توليد مجال مغناطيسي دوار منتظم  (خطوات العمل)
رابعا: توصيل المحرك وتشغيله (خطوات العمل)

التجربة الثانية : تحديد عناصر الدائرة المكافئة:

موسوعة الكهرباء والتحكم
الدائرة التنفيذية لمحرك حثي ثلاثي الأوجه أثناء اختبار اللاحمل
وتتناول (تحديد عناصر الدائرة والهدف من التجربة واداوات التجربة ونظرية التجربة وخطوات العمل).
أولا : اختبار اللاحمل 
ثانيا : إعاقة الحركة .
ثالثا : اختبار التيار المستمر .

التجربة الثالثة : تسجيل منحنيات خواص المحرك الحثي ثلاثي الأوجه:

موسوعة الكهرباء والتحكم
الدائرة التنفيذية لمحرك حثي ثلاثي الأوجه أثناء اختبار الحمل الكامل 
 وتتناول (الهدف من التجربة ، ادوات التجربة وخطوات العمل).

التجربة الرابعة : طرق بدء حركة المحرك الحثي ثلاثي الأوجه:

موسوعة الكهرباء والتحكم
الدائرة العلمية لمحرك حثي ثلاثي الأوجه باستخدام مقاومات البدء 
وتتناول (الهدف من التجربة وادوات التجربة ونظرية التجربة).
أولا : البدء باستخدام مقاومات خارجية على التوالي مع ملفات العضو الدوار. (خطوات العمل ).
ثانيا : البدء باستخدام محول ذاتي (خطوات العمل)
ثالثا: البدء باستخدم مفتاح (نجمة - مثلث) (خطوات العمل)

التجربة الخامسة: طرق التحكم في سرعة المحرك الحثي ثلاثي الأوجه.

موسوعة الكهرباء والتحكم
الدائرة العلمية لمحرك حثي ثلاثي الأوجه باستخدام مقاومات للتحكم في السرعة 

وتتناول (الهدف من التجربة وادوات التجربة ونظرية التجربة).
أولا : التحكم في السرعة باستخدام مقاومات خارجية على التوالي مع ملفات العضو الدوار (خطوات العمل)
ثانيا: التحكم في السرعة باستخدام محرك حثي متغير الأقطاب (خطوات العمل)

الوحدة الثانية :المحركات الحثية أحادية الوجه 

التجربة السادسة : طرق التحكم في سرعة المحرك الحثي أحادي الوجه. 

وتتناول الهدف من التجربة وادوات التجربة ونظرية التجربة.
أولا : البدء باستخدام الملف المساعد  وخطوات العمل 
ثانيا: البدء باستخدام مكثف وخطوات العمل 
ثالثا : البدء باستخدام مكثفين وخطوات العمل 
رابعا : منحنى خواص المحرك ذو المكثف الدائم وخطوات العمل 
موسوعة الكهرباء والتحكم

الوحدة الثالثة :  المولدات التزامنية ثلاثية الأوجه 

التجربة السابعة : حساب عناصر الدائرة المكافئة للآلة التزامنية: 

وتتناول الهدف من التجربة وأدوات التجربة ونظرية التجربة ونظرية التجربة.
أولا : اختبار اللاحمل وخطوات العمل .
ثانيا : اخبتار القصر وخطوات العمل .
ثالثا : اخبتار التيار المستمر وخطوات العمل.
موسوعة  الكهرباء والتحكم

التجربة الثامنة : تسجيل منحنيات خواص المولد التزامني ثلاثي الأوجه:

موسوعة الكهرباء والتحكم
وتتناول الهدف من التجربة وادوات التجربة .
أولا : حالة الحمل المادي وخطوات العمل 
ثانيا : حالة الحمل الحثي وخطوات العمل 
ثالثا: حالة الحمل السعوي وخطوات العمل 

التجربة التاسعة : ربط المولد التزامني على الشبكة العامة:

موسوعة الكهرباء والتحكم
وتتناول الهدف من التجربة وادوات التجربة وخطوات العمل.ويتناول (التحكم في موضع العزم الأقصى وأمثلة محولة واسئلة وتمارين).

الوحدة الرابعة : المحرك التزامني ثلاثي الأوجه

التجربة العاشرة :  وتتناول ادوات التجربة.

موسوعة الكهرباء والتحكم

أولا : البدء كمحرك حثي ويتناول خطوات العمل 
ثانيا : التحكم في معامل القدرة وخطوات العمل ويتناول الفصل ( طرق بدء الحركة ، والتحكم في السرعة واسئلة وتمارين)


لتحميل الكتاب الرابط التالي 
المصدر: المؤسسة العامة للتدريب التقني والفني
Read More

تحميل كتاب تقنية التحكم الآلي (نظري)

تحميل كتاب تقنية التحكم الآلي (نظري) 

لتخصص الآلات والمعدات الكهربائية 

والقوى الكهربائية ومشغل لوحة التحكم 

موسوعة الكهرباء والتحكم

كتاب تقنية التحكم الآلي (الجزء النظري) لتخصص الآلات والمعدات الكهربائية والقوى الكهربائية ومشغل لوحة التحكم، كتاب يتناول اساسيات نظم التحكم ونظم التحكم الصناعية وخواصها والاستجابة الزمنية لنظم التحكم ومنظومة التحكم ذات الحلقة المغلقة من خلال اربعة وحدات تتناول مختلف مواضيع الكتاب بشكل مفصل.

محتويات كتاب تقنية التحكم الآلي (نظري) 

الوحدة الأولى :أساسيات نظم التحكم 

حيث تتناول الوحدة المكونات الأساسية لنظم التحكم .
كما تتناول (التحكم اليدوي لنظام حراري والتحكم في مستوى الماء في خزان ونظام تحكم بيولوجي ونظام التحكم الكتروني في سرعة محرك تيار مستمر.).
وتتحدث عن تحويلات لابلاس من حيث (تحويلات لابلاس لبعض الدوال ونظريات التحويل الابلاسي. 
كما تتناول تحويلات لابلاس العكسية).
وتصنيف أنظمة التحكم الآلي من حيث ( أنظمة التحكم ذات الحلقة المفتوحة وانظمة التحكم ذات الحلقة المغلقة ومقارنة بين انظمة التحكم ذات الحلقة المفتوحة والمغلقة).
وتتناول دالة التحويل من حيث (ايجاد دالة التحويل من المعادلة التفاضلية للنظام وايجاد دالة التحويل لحلقة تغذية خلفية مثالية.
كما تتناول المخطط الصندوقي وقواعد تبسيط المخطط الصندوقي ومخطط تدفق الاشارة وقواعد مخطط تدفق الاشارة وقاعدة ماسون.
موسوعة الكهرباء والتحكم

الوحدة الثانية : نظم التحكم الصناعية وخواصها.

تتناول الوحدة النمذجة الرياضية لنظم التحكم وانواع الحاكمات الصناعية و الحاكمات المتقطعة (الحاكم ذو الموضعين) و الحاكم ذو الموضعين مع فرق تخلفي) والحاكمات المستمرة (الحاكم التناسبي ) و (الحاكم التكاملي) و (الحاكم التفاضلي) و (الحاكم التناسبي التكاملي ) و الحاكم التناسبي التكاملي التفاضلي) و الحساسات والمبدلات وعناصر التحكم النهائي (صمامات التحكم) و (المحرك الكهربائي)
موسوعة الكهرباء والتحكم

الوحدة الثالثة : الاستجابة الزمنية لنظم التحكم : 

حيث تتناول الاستجابة الزمنية لدالة الخطوة (رتبة النظام ) و (الاستجابة العابرة والاستجابة الدائمة ). والاستجابة الزمنية لنظم الرتبة الثانية (حالة الاخماد الزائد) و (حالة الاخماد الحرج) و (حالة الاخماد الناقص) و (خصائص نظم الرتبة الثانية 


الوحدة الرابعة : منظومة التحكم ذات الحلقة المغلقة :

حيث تتناول الوحدة التحكم ذو الحلقة المغلقة والخواص المرغوبة في نظم التحكم ذات الحلقة المغلقة ودور الحاكمات في ضبط الدائرة المغلقة والتحويل اللابلاسي لاشارة الخطا وتاثير الحاكم التناسب على اشارة الخطا وتاثير الحاكم التكاملي على اشارة الخطا وتاثير الحاكم التناسبي التكاملي على اشارة الخطا وتاثير الحاكم التناسبي التكاملي التفاضلي على اشارة الخطا.
موسوعة الكهرباء والتحكم

لتحميل الكتاب الرابط التالي 
المصدر: المؤسسة العامة للتدريب التقني والفني
Read More

الاستفادة من الطاقة الشمسية فى توليد الكهرباء

الاستفادة من الطاقة الشمسية فى توليد الكهرباء

يتناول هذا الموضوع الاستفادة من الطاقة الشمسية في توليد الطاقة الكهربائية بالنظام الكهروضوئي ونظام المركزات الشمسية. ويعرض امثلة للمحطات الكهروضوئية وانظمة ارتباطها بالشبكة الموحدة كما يتناول امثلة من انواع المحطات الشمسية الحرارية.

يتم الاستفادة من الطاقة الشمسية فى أغراض توليد الطاقة الكهربية عبر طريقتين أو نظامين :

1 - النظام الكهروضوئي: 

وذلك عبر استخدام الخلايا الكهرضوئية PV Cells تحويل الطاقة الضوئية الشمسية بشكل مباشر إلى كهرباء من خلال تعريض هذه الخلايا للطاقة الضوئية . ويمكن بهذه الطريقة أن نحصل على ما يقرب من 10 - 15 % من الطاقة الساقطة على المتر المربع فى صورة كهرباء مباشرة كما فى الأمثلة الموجودة فى الجزء التالى.

2 - كما يمكن استخدام نظام المركزات الشمسية:

وهى أنظمة تستخدم العدسات والمرايا لتركيز الأشعة الشمسية المتناثرة الحاملة للطاقة الحرارية نحو بقعة معينة ، ووفقاً لآليات متعددة و متنوعة يتم تحويل هذه الحرارة المركزة إلى طاقة كهربية وبالتالي ففي هذا النظام يتم الحصول على الطاقة الكهربية بشكل غير مباشر من الطاقة الشمسية. ونعرض هذا فى المثال الثانى من محطات الطاقة الجديدة.

أمثلة للمحطات الكهربية الكهروضوئية

نستعرض هنا أكبر محطات الطاقة الشمسية في العالم التى تستخدم الألواح الكهروضوئية بناءً على القدرة المنتجة من كل محطة:

1 - محطة ولاية أريزونا

تقع محطة (Agua Caliente Solar Project) الشكل التالي في مدينة يوما في ولاية أريزونا في الولايات المتحدة الأمريكية وهي إلى حد الآن أكبر محطة طاقة شمسية تعمل بتقنية الخلايا الكهروضوئية (PV Photovoltaic solar cell) وتمتد على مساحة تصل إلى 9.7 كم مربع ، و القدرة المركبة إلى الآن هي 400 ميجا وات ، وقد تم تركيب هذه المحطة من قبل شركة (First Solar) حيث تتألف هذه المحطة من 5 مليون لوح من الخلايا الشمسية الرقيقة (thin film) بقدرة تقريبية بين 75 - 77 وات لكل لوح.
موسوعة الكهرباء والتحكم
Agua Caliente Solar Project

2- محطة شارنكا الهندية

تقع محطة (Charanka Solar Park) الشكل التالي في مدينة شارنكا في الهند ، وتمتد على مساحة تصل إلى 19.8 كم مربع، تعمل أيضا بتقنية الخلايا الكهرضوئية و القدرة المركبة فيه في نهاية عام 2014 وصلت إلى 300 ميجا وات وبتكلفة 280 مليون دولار.
موسوعة الكهرباء والتحكم
Charanka Solar Park

3 - محطة فى الصين

تقع محطة (Huanghe Golmud Solar Park ) الشكل التالي ( في صحراء جولمود في مقاطعة (Qinghai) في الصين، وتمتد على مساحة 5.64 كم مربع. كانت أكبر محطة خلايا شمسية في العالم (PV Photovoltaic solar cell) عندما تم تركيبها في 2011 وتبلغ قدرتها 200 ميجا وات.
موسوعة الكهرباء والتحكم
Huanghe Golmud Solar Park

ارتباط منظومة التوليد الشمسية بالشبكة الموحدة

تنوع الأنظمة الكهروضوئية تبعاً للنظام الكهربائي بمعنى ربطها أو عدم ربطها بالشبكة الكهربية ، حيث يوجد نظامان رئيسيان:
1 - نظام منفرد غير مرتبط مع الشبكة ( stand alone or off-Grid system ) الشكل التالي.
موسوعة الكهرباء والتحكم
2- نظام مرتبط مع الشبكة الكهربية  Grid - connected system الشكل التالي.
موسوعة الكهرباء والتحكم

وأيضا هذه الأنظمة نفسها من الممكن أن تحتوي على بطاريات لتخزين الطاقة وقت الحاجة إليها أثناء الليل ، أو قد لاتحتوي ، وذلك يعتمد على الغرض من إقامة النظام الكهرضوئي )تغذية منزل بالكهرباء ، توليد الكهرباء لتغذية مضخة المياه …….إلخ  ووفقاً لدراسة اقتصادية وإلى اعتبارات كثيرة. 

وقد يكون هناك نظام للتتبع الشمسى Sun Tracer من أجل الحصول على Max Power وقد تكون الخلايا مثبتة على اتجاه واحد كما فى الشكل التالي.
موسوعة الكهرباء والتحكم
خلايا غير مزودة بمتتبع شمسى

المثال الثاني من محطات الطاقة الجديدة 

المحطات الشمسية الحرارية 

يمكن توليد الكهرباء باستغلال الحرارة المباشرة لأشعة الشمس، باتباع تقنية الكهرباء الحرارية الشمسية solar thermal electricity. وهذه المحطات البخارية تقوم بتركيز أشعة الشمس فوق مساحات شاسعة بواسطة مرايا مقعرة أو عدسات لامة هائلة، وتركز الأشعة الشمسية لتقع فوق مستقبلات خاصة بها سائل كالزيت يمتص الحرارة ويدور في الأنابيب لتسخين الماء وتحويله لبخار ، وهذا البخار يدير توربينات توليد الكهرباء. ويمكن الاستعانة في الأيام الغائمة أو بالليل بالمحروقات التقليدية كالفحم والنفط والغاز الطبيعي. ويتم بهذه الطريقة تقليل استخدام الوقود الملوث للبيئة.

الأنواع المختلفة من محطات الشمسية الحرارية

ومحطات التوليد هذه تعتمد واحدة من منظومات ثلاث مشهورة:

منظومة القطع المكافئ

هذا النوع يظهر فى الشكل التالي، وفيه يكون سطح المركزات الشمسية العاكس على شكل قطع مكافئ ويتم تركيز الإشعاع المباشر على مستقبل حرارى طولى مركب فى بؤر المركزات لتسخين الزيت (ناقل الحرارة).

والصورة لمحطة في أسبانيا وتعتبر أول محطة في أوروبا تستخدم تقنية المركزات الشمسية parabolic trough solar thermal حيث تم بناءها في 2009 وبقدرة مركبة تقدر ب 150 ميجاوات وتمتلك هذه المحطة خزان ملح مذاب، يتم فيه تخزين الطاقة الحرارية الناتجة عن الشمس خلال النهار لتبقى المحطة عاملة حتى في ساعات عدم وجود الشمس ، وقد بلغ إنتاج هذه المحطة 540 ميجا وات ساعة سنويا.
موسوعة الكهرباء والتحكم
parabolic trough solar thermal
وأول محطة فى الشرق الأوسط من هذا النوع أنشئت فى مصر (الكريمات – جيزة) الشكل التالي باستخدام تكنولوجيا القطع المكافئ وتصل المساحة الإجمالية للمركزات الشمسية إلى حوالي 220 الف متر مربع ويتم توصيلها على التوالى والتوازى للحصول على درجة الحرارة المطلوبة ، ثم ينتقل الزيت الحرارى المغلى من هذه المركزات إلى مولد البخار التقليدى بالمحطة لإنتاج بخار مشبع بضغط حوالي 20 جوى ودرجة حرارة 400 درجة ، ثم يتم نقله كما فى المحطات البخارية العادية إلى المحمصات ليتكامل مع البخار الذى أنتج فى نفس المحطة ولكن بالوقود العادى (الغاز الطبيعى)، وبالتالي تنخفض نسبة الوقود العادى فى النهاية والأهم من ذلك انخفاض كمية الغازات المنبعثة من احتراقه.


ويوجد أيضا في أبو ظبي محطة شمس 1 بالقرب من مدينة زايد وقد تم تشغيلها فى 2013 وهي تتألف من 258000 ، مرآة على مساحة 2.5 كيلومتر مربع بقدرة إنتاجية تبلغ 100 ميجاوات.
موسوعة الكهرباء والتحكم
محطة الكريمات

منظومة البرج المركزى


وفيها تستخدم أعداد هائلة من المرايا المسطحة الموزعة حول البرج المركزى الشكل التالي بحيث تنعكس الأشعة الساقطة على المرايا إلى البرج الذى يحتوى على الزيت (ناقل الحرارة).
موسوعة الكهرباء والتحكم

وبالطبع يمكن إنتاج الكهرباء من هذه المحطات في الليل و بكفاءة عالية ، و ذلك بتخزين الفائض الحراري الكبير من الطاقة الشمسية في مادة ملحية تسمي الملح المذاب (Molten Salt) الذي يمكنه تخزين الطاقة الحرارية في خزانات و من ثم يتم إعادة استخدامها في الليل في عملية إنتاج البخار عن طريق عملية التبادل الحراري . كما يمكن إضافة الغاز أو مشتقات النفط كوقود ثانوي في حالة هبوب العواصف و الغبار و الأمطار و تسمي هذه العملية ب (Hybrid System) أى النظام المزدوج للتوليد.

منظومة القطع الدائرى


وفيها يتم تركيز الإشعاع الشمسى على المبادلات الحرارية فى بؤر المركزات الشمسية الشكل التالي. والمجمع Collector هو جهاز يستخدم لتحويل الطاقة الموجودة في أشعة الشمس أو الإشعاع الشمسي إلى صورة أكثر قابلية للاستخدام والتخزين .
موسوعة الكهرباء والتحكم

المصدر : كتاب هندسة القوى الكهربائية
Read More