السُّودَان سَنَة 2100: كَهْرَبَاء المانية فِي السُّودَان .. بقلم: مُحَمَّد عَبْد الرَّحِيم سيد أَحَمَّد

www.mrahim.com

كهرباء المانية في السودان
يواصل حفيدي الاصغر الذي يبلغ عمره ستة سنوات الضحك بطريقة متواصلة مع المزيد من الاسئلة التي تتسبب اجاباتي عليها في المزيد من الضحك، و كانت البداية عندما تابع معي تبديل بعض الخلايا الخاصة بتوليد الطاقة الشمسية للبيت، منزعجاً من توقف التيار الكهربائي خلال فترة التبديل و الصيانة، و في محاولة مني للتخفيف من احتجاجه على توقف التيار الكهربائي لفترة طويلة اخبرته أنني عندما كنت في عمره كانت الكهرباء تتوقف عن الحي الذي نسكنه بالكامل لساعات طويلة و لم أخبره أن التيار يتوقف لأيام و لم أخبره أن ذلك يمتد للكثير من الاحياء و ربما كل المدينة بما فيها المرافق الحيوية فيسود الظلام الكامل كل المدينة.
و كانت اسئلته لماذا يعتمد كل أهل الحي على مصدر واحد للطاقة؟، و لماذا لا يعتمد كل بيت اصلاً على التوليد الخاص به؟ هل كان يصعب على أحدكم أن يشتري أو يصنع بنفسه خلايا الطاقة الشمسية؟ هل البطاريات المركزة لم تكن متاحة؟ كما أسلفت كل اجابة مني كان يقابلها بالمزيد من الاسئلة عن البدائل و المزيد من الضحك، و الذي لم أعد أحتمله خاصة بعد سؤاله الاخير الذي لم ينتظر اجابتي عليه بل راح في موجة من الضحك الهستيري و أدخلني في غيظ و ربكة لم استطع معها تكملة العمل و ذلك بسؤاله الم تكن الشمس متاحة على أيامكم ( الجميلة) أيضاً!!
كل المدن و القرى تستخدم الطاقة الشمسية للإضاءة بالكامل و تشغيل معظم الاجهزة المنزلية و المراوح التقليدية و المائية و بعض أجهزة التكييف، يشمل ذلك القطاع السكني و وحدات الخدمات مدارس، مستشفيات، أندية، وحتى  القطاع الصناعي يعتمد على الطاقة الشمسية في أكثر من 30% من احتياجاته.
الأسباب الرئيسية للنقلة النوعية في استخدام الطاقة الشمسية :
1 / قانون دعم الطاقات البديلة :
القانون مستمد من القانون الالماني للدعم الحكومي للطاقة البديلة، و هو يقوم على فكرة بسيطة جداً بأن يسمح و يشجع كل من ينتج طاقة شمسية ( مثلاً) في الوحدة السكنية أو الانتاجية الخاصة به من خلال شراء فائض الطاقة منه بسعر السوق ( و قد تم تنفيذه في السودان بسعر السوق في المنطقة الجغرافية       المعينة بعد خصم ـــــ 15% كسعر ثابت على مدار السنة) و شجع ذلك على الاتجاه للاستثمار في الطاقة الشمسية ( المعفاة من الضرائب)، مع الاستفادة من فائض الطاقة في الساعات التي ينخفض فيها الطلب داخل المنزل أو الوحدة الانتاجية، أو ايام الاجازات، أو السفر، أو توقف الانتاج.
الهيئة المنظمة فقط مسئولة عن إصدار مواصفات الاجهزة، و ارشادات التركيب و ضوابط التشغيل والسلامة. والعدادات هي الفيصل في الحساب للطرفين هيئة الكهرباء و المستهلك المُنتج.

2 / النقلة النوعية في كفاءة و تكلفة إنتاج الخلايا الشمسية PV Cells:
مصطلح PV Cells هو أختصار “Photovoltaic cells” اي الخلايا الشمسية الكهروضوئية أو الخلايا الشمسية الضوئية لتوليد الكهرباء. الاسم يشير إلى أنها تقوم بتحويل الضوء الساقط عليها الي جهد كهربي لذلك بمكننا القول أن الخلايا الشمسية تقوم بتحويل فوتونات الضوء الساقطة عليها من اشعة الشمس المباشرة الي جهد كهربي يتسبب في مرور تيار كهربي .
والخلايا الشمسية اذا ما تم توصيلها مع بعضها وتركيبها في لوح واحد تكون ما يسمي باللوح الشمسي. اذن يمكننا القول ان الخلايا الشمسية هي وحدة البناء الرئيسية في اي نظام شمسي لتوليد الكهرباء وتبدأ في توليد الكهرباء اذا ما تعرضت لأشعة الشمس المباشرة. تصنع الخلايا الشمسية من السليكون النقي ويضاف اليه بعض الشوائب ، و كان النوع الانسب للمنازل و المساحات الكبيرة هو الالواح الشمسية المرنة Thin film، خلايا الفيلم الرفيع (amorphous) وفيها مادة السيليكون تترسب على هيئة طبقات رفيعة علي أسطح من الزجاج أو البلاستيك لذلك فإن تصنيع هذه الخلايا يتم بتقنية سهلة ولكن كفاءتها أقل من 3 إلى 6% وأسعارها أيضا أقل. وهي مناسبة لتطبيقات من 40 وات إلى ما أقل.
انخفاض تكلفة الوحدات و عدم الحوجة لأجزاء تقنية مستوردة، بالاضافة للطلب الكبير و الانتاج بحجم اقتصادي مكن من توفير هذه الخلايا المعمرة ذات التكلفة المناسبة مقارنة بتكلفة شراء الكهرباء بالشكل التقليدي السابق.
3 / جهود الباحثين السودانين في ترتيب آلية سهلة لتنظيف الخلايا من الغبار اتوماتيكياً :
كان الغبار يمثل احدى معوقات تحقيق الاستفادة الكاملة من قدرات الخلايا على الانتاج و نجاح الباحثين في ابتكاار ماسحة على قرار ماسحة زجاج السيارات تعمل على المسح الكامل من اسفل إلى أعلى أو العكس، أو من اليمين إلى الشمال و تعمل اتوماتيكيا بمجرد وضع المحرك الخاص بها في وضع التشغيل و هي مثبتة على حواف الخلية دون أن تحجب الشمس عن الخلايا كما أنها مثبتة على نفس إطار الخلية ، و عند إيقافها تغطي الجزء الذي يقوم بعملية التنظيف بغشاء رقيق يحفظه من التأثر بالعوامل البيئية المحيطة.

4 / النقلة الكبيرة في كفاءة و تكلفة وحدات تخزين الطاقة :
بطاريات الطاقة الشمسية هي ما يسميه المتخصصون Deep cycle batteries او بطاريات دورة الشحن العميقة. فبطاريات دورة الشحن العميق ( بطاريات الطاقة الشمسية ) تستخدم في انظمة الطاقة الشمسية الغير متصلة وكذلك انظمة طاقة الرياح وتطبيقات صناعية وبحرية متعددة. و بطاريات الطاقة الشمسية هي من هذا النوع حيث ان هذه البطاريات تسطيع ان تقوم بعملية الشحن في وقت طويل وبتيار منخفض وكذلك تستطيع تفريغ الشحنة في وقت طويل. كما ان كفاءة الشحن والتفريغ بها قد تصل الي 90% او حتي 95% وهذا رقم كبير جدا ويجعلها مميزة.
ويعتبر الفرق العملي ما بين بطاريات دورة الشحن العميق الحقيقية ( بطاريات الطاقة الشمسية ) و بطاريات الشحن العميق ( للأغراض الملاحية وفي عربات الجولف ) و البطاريات العادية ( بطاريات السيارات )
هو ان بطاريات الشحن العميق الحقيقية ( بطاريات الطاقة الشمسية ) تستطيع ان تتحمل ان تفرغ شحنتها كاملة دون ان تتلف 1200 مرة . أما بطاريات الشحن العميق للأغراض الملاحية وفي عربات الجولف فتستطيع ان تقوم ما بين 200 الي 300 مرة من تفريغ شحنتها كاملة دون ان تتلف. أما بطارية السيارة العادية فقد تتحمل ذلك ما بين 50 الي 100 مرة.
بطاريات الطاقة الشمسية هي بطارية شحن عميق حقيقية ويميزها ان حجم وسمك صفائح الرصاص التي بداخلها كبير حتي يتحمل الحمل الواقع عليها اثناء الشحن الكامل أو التفريغ الكامل. وهذا ما يرفع ثمنها نظرا لأن الرصاص سعره مرتفع. و هنا كان موضع جهود طالب الماجستير النور السوداني في استخدام سبيكة رصاص ملدن أي مخلوطة بطريق معينة مع لدائن البلاستيك، كما يسمح هذا التعديل الذي أضافه الباحث باستخدام الـمواد المعاد تدويرها من البلاستيك و الرصاص ( و إن اختلفت النسب). أحدث هذا التطوير نقلكة كبيرة جداً في تكلفة التخزين و زيادة مدة التخزين و كذلك عمر البطارية، و قد تم دعم تمويل التطبيق العملي للمشروع و تمويل الانتاج التجاري من مجموعة من شركات القطاع الخاص [ كمساهمة لخدمة المجتمع من خلال توفير ضمانات التمويل و تم السداد بعد التشغيل التجاري بسبعة سنوات]

5 /  طور أحد الباحثين محول التيار  INVERTER:
محول التيار او الانفرتر الذي يقوم بتحويل التيار من مستمر الي متردد وينظم الجهد حتي يصبح مناسب للاستخدام بالنسبة للادوات الكهربية داخل المنزل، عندما  تقوم  الواح الطاقة الشمسية بشحن البطاريات يقوم الانفرتر بتحويل بتحويل التيار المستمر المخزون فى البطاريات الى تيار متردد.
و قد طور أحد الباحثين محلياً محول التيار بزيادة القدرة الاسمية او القدرة المدونة على الاجهزة إلى  القدرة التي تناسب المنازل، فعلى سبيل المثال قد قام بتعديل الجهاز 300 وات إلى واحد كيلو وات (1000 وات)  بكفائة تحويل الطاقة (Power Efficiency) 85%.

6 / التحكم في زاوية ميل توجيه الواح الطاقة الشمسية :
الشمس ترتفع زاويتها في السماء في الصيف وتقل في الشتاء وتكون في وضع متوسط في فصل الخريف.
وهذا يقود الي ان زاوية الميل يجب ان تختلف في كل فصل عن الآخر حتي نحقق اقصي استفادة في كل فصل. ولكن هذا لن يحدث غالبا.و لتحقيق أعلي استفادة من الاشعاع الشمسي في كل الفصول في السنة فيجب اتباع وضع مختلف للخلايا في الصيف و الشتاء كما أن حركة الشمس اليومية تسمح بالاستفادة من الاشعة لساعات محددة أثناء اليوم حتى قبل مغيب الشمس و قد طور العاملين في هذا المجال القدرة على الاستفادة لأطول فترة أثناء اليوم مع عدم الحوجة لتبيدلزاوية ميل الخلايا في صيف عنه في الشتاء باستخدام فكرة الحساسات (Sensors ) لأشعة الشمس التي تؤدي لأن تعدل الخلية وضعها ذاتياً للحصول على أفضل زاوية ميل تمكنها من أشعة الشمس المطلوبة.

7 / استخدام المصابيح و الاجهزة التي تقلل استهلاك الكهرباء :
كان لاستخدام المصابيح و الاجهزة الموفرة للطاقة كبير الاثر في نجاح انتشار استخدام الطاقة الشمسية بشكل أساسي لتوفير الطاقة الكهربائية، يعتبر استخدام لمبات الليد (LED) من الحلول الذكية في إضاءة المنازل من خلال توفير الإضاءة بوسيلة صديقة للبيئة ونظيفة وذات كفاءة عالية, و لها دورة حياة طويلة, حيث تستمر لمبات الليد بالعمل لفترات أطول بكثير من باقي أنواع المصابيح ، و الجانب الأهم و هو توفير الطاقة, فقد بينت التقارير أن لمبات الليد توّفر في استهلاك الطاقة ما بين 85 إلى 90% بالمقارنة مع أنواع المصابيح التقليدية الأخرى في الأسواق, بالإضافة لعدم نشر الحرارة حيث تبقى ذات ملمس بارد، و هي صديقة للبيئة, حيث أنها خالية من السمية ولا تحتوي على أية مواد كيماوية, بخلاف الأنواع الأخرى التي قد تحتوي مادة الزئبق, ولها القدرة على تحمّل العوامل الخارجية والعوامل الطبيعية, مثل درجات الحرارة شديدة الارتفاع وشديدة الانخفاض, أو التعرض لمياه الأمطار والرياح, كذلك القدرة على تحمل الصدمات والاهتزازات.

mohamedarahim@hotmail.com