الطاقة الشمسية في خدمتك 🌱💦
الطاقة الشمسية في خدمتك 🌱💦
فكرة المشروع
يقوم النظام على تتبع حركة الشمس أوتوماتيكيًا باستخدام محركات وأجهزة استشعار، بحيث تبقى الألواح الشمسية في الوضع الأمثل لاستقبال أكبر كمية من الضوء، مما يزيد من كفاءة إنتاج الطاقة.
يتم تخزين الطاقة المولدة في بطارية، ويُعرض مستوى شحن هذه البطارية على شاشة OLED صغيرة مدمجة مع النظام.
كما تعرض الشاشة درجة حرارة المياه في الخزان، مع إمكانية ضبط درجة الحرارة المطلوبة للسخان من خلال تطبيق على الهاتف أو برنامج على الحاسب، مما يمنح المستخدم تحكمًا عن بعد ومرونة في الاستخدام.
وفي حال حدوث تسرب للمياه، يتم تفعيل زمور إنذار لتنبيه المستخدم فورًا، وعند انخفاض مستوى المياه عن حد معين، يتم إرسال إشعار عبر التطبيق، بالإضافة إلى تشغيل إنذار صوتي لفترة زمنية محددة.
مكونات النظام
ألواح شمسية عالية الكفاءة: لتحويل ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية.
نظام تتبع شمسي (Solar Tracker): مزود بمحركات وحساسات ضوئية لضبط اتجاه الألواح.
بطارية تخزين: لتخزين الطاقة المولدة للاستخدام في أي وقت.
شاشة OLED: لعرض مستوى شحن البطارية ودرجة حرارة المياه.
حساس حرارة للمياه (Temperature Sensor): لقياس درجة حرارة الخزان.
لوحة أردوينو: للتحكم في جميع مكونات النظام وتنفيذ الأوامر.
حساس مستوى المياه: للكشف عن انخفاض كمية المياه في الخزان.
حساس تسرب المياه: للكشف عن أي تسريب محتمل وتشغيل الإنذار.
زمور إنذار (Buzzer): للتنبيه في حالة التسرب أو انخفاض المياه.
تطبيق موبايل أو برنامج حاسوبي: للتحكم في درجة الحرارة واستقبال التنبيهات.
مراحل العمل
تصميم نظام التتبع الشمسي: برمجة الحساسات والمحركات لضبط اتجاه الألواح مع حركة الشمس.
برمجة وحدة التحكم: استخدام لوحة أردوينو لربط جميع الحساسات والمكونات والتحكم بها.
تصميم واجهة الشاشة: عرض البيانات المهمة مثل شحن البطارية ودرجة الحرارة.
برمجة تطبيق الموبايل/الحاسب: للتواصل مع النظام عبر البلوتوث أو الواي فاي والتحكم عن بعد.
تنفيذ نظام الأمان: ربط الحساسات بالإنذار الصوتي وتفعيل التنبيهات الفورية.
الاختبار والمعايرة: التأكد من دقة القياسات وسرعة الاستجابة.
الفائدة والتطبيقات العملية
توفير الطاقة: الاعتماد على مصدر طاقة مجاني ومتجدد.
الراحة والتحكم عن بعد: إمكانية ضبط درجة حرارة المياه من أي مكان.
الأمان: نظام إنذار للتسريبات أو انخفاض مستوى المياه.
الاستدامة البيئية: تقليل الاعتماد على مصادر الطاقة الملوثة.
التحديات المتوقعة
دقة نظام التتبع الشمسي في ظروف الطقس المتغيرة.
تحقيق توازن بين استهلاك الطاقة في نظام التتبع والطاقة المنتجة.
تصميم تطبيق موبايل أو برنامج حاسوب متوافق وسهل الاستخدام.
عزل الخزان والحساسات من العوامل البيئية للحفاظ على عمرها التشغيلي.
خاتمة
يمثل مشروع التتبع الشمسي لسخان المياه الكهربائي خطوة مهمة نحو استغلال الطاقة المتجددة بشكل ذكي وفعّال. من خلال الجمع بين تقنيات التحكم الآلي، الاستشعار، والاتصالات اللاسلكية، يوفر المشروع حلاً عمليًا واقتصاديًا لتسخين المياه مع ضمان الأمان وسهولة التحكم، مما يجعله مناسبًا للاستخدام في المنازل، المنشآت السياحية، وحتى المناطق النائية.