أصبحت الحاجة الملحة إلى التحول إلى مصادر الطاقة المتجددة أكثر أهمية من أي وقت مضى في ظل مواجهة تغير المناخ وتناقص احتياطيات الوقود الأحفوري، وتقف تقنية الطاقة الكهروضوئية في طليعة هذه الحركة، حيث تحول ضوء الشمس مباشرة إلى كهرباء وتلعب دورا محوريا في التحول العالمي نحو الاستدامة، ومع تزايد أهمية الطاقة الشمسية لاستراتيجيات الطاقة في جميع أنحاء العالم، فإن الفهم العميق للمواد والتقنيات الكهروضوئية أمر ضروري للمختصين والمتحمسين على حد سواء.

ستوفر هذه الدورة التي تقدمها الأكاديمية البريطانية للتدريب والتطوير للمشاركين استكشافا شاملا للمواد المختلفة المستخدمة في الأنظمة الكهروضوئية وخصائصها والتقنيات التي تستغل إمكاناتها.

الفئة المستهدفة

• طلاب الهندسة والعلوم الذين يسعون للحصول على درجات علمية في الهندسة الكهربائية أو علوم المواد أو المجالات ذات الصلة والذين يسعون إلى تعميق فهمهم لتقنيات الطاقة الشمسية.
• المهندسون والباحثون ومديرو المشاريع المشاركون في قطاع الطاقة الشمسية، بهدف تعزيز خبرتهم في المواد والتقنيات الكهروضوئية.
• صناع السياسات في المنظمات الحكومية وغير الحكومية المهتمين بتعزيز حلول الطاقة المستدامة.

أهداف البرنامج

في نهاية البرنامج التدريبي سوف يتعرف المشاركون على:

• المبادئ الأساسية لعمل الخلايا الكهروضوئية والعلم وراء تحويل الطاقة الشمسية.
• التعرف على المواد الكهروضوئية المختلفة وخصائصها وتأثيرها على أداء وكفاءة الخلايا الشمسية.
• تحليل تقنيات الطاقة الكهروضوئية المختلفة وتطبيقاتها في مختلف القطاعات والاتجاهات التي تشكل مستقبل الطاقة الشمسية.

• المفاهيم الأساسية للطاقة الشمسية
  • تعريف وأهمية الطاقة الشمسية في المشهد العالمي للطاقة.
  • نظرة عامة على التأثير الكهروضوئي ودوره في تحويل الطاقة.
  • المصطلحات الرئيسية المتعلقة بالطاقة الكهروضوئية.
• تاريخ وتطور الطاقة الكهروضوئية
  • الجدول الزمني للتطورات الهامة في تكنولوجيا الطاقة الكهروضوئية.
  • الاختراعات المبكرة والاختراقات التي أدت إلى الخلايا الشمسية الحديثة.
  • الاتجاهات الحالية في تطور المواد الكهروضوئية.
• أنواع الإشعاع الشمسي
  • شرح الإشعاع الشمسي وقياسه.
  • فهم طيف الإشعاع الشمسي وأهميته للطاقة الكهروضوئية.
  • العوامل المؤثرة على توفر الإشعاع الشمسي (مثل الموقع والطقس).
• المواد القائمة على السيليكون
  • خصائص ومزايا السيليكون البلوري في الخلايا الشمسية.
  • مقارنة بين تقنيات السيليكون أحادي البلورة والمتعدد البلورات.
  • التحديات المرتبطة بإنتاج السيليكون وإدارة النفايات.
• تقنيات الأغشية الرقيقة
  • نظرة عامة على مواد الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة (على سبيل المثال، CdTe، CIGS، السيليكون غير المتبلور).
  • فوائد وعيوب الخلايا الكهروضوئية ذات الأغشية الرقيقة مقارنة بالسيليكون.
  • تطبيقات تقنيات الأغشية الرقيقة في مختلف البيئات.
• المواد الكهروضوئية الناشئة
  • استكشاف المواد الجديدة مثل البيروفسكايت والخلايا الكهروضوئية العضوية.
  • مزايا استخدام المواد الناشئة من حيث الكفاءة والتكلفة.
  • اتجاهات البحث والتطبيقات المستقبلية المحتملة للمواد الجديدة.
• تصميم الخلايا الكهروضوئية
  • بنية وطبقات الخلية الشمسية النموذجية.
  • أهمية الطلاء المضاد للانعكاس.
  • تقنيات تحسين تصميم الخلايا لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة.
• أنواع الأنظمة الكهروضوئية
  • نظرة عامة على الأنظمة المرتبطة بالشبكة والمنفصلة عن الشبكة والهجينة.
  • شرح الخلايا الكهروضوئية المدمجة في المباني (BIPV).
  • أنظمة تتبع الطاقة الشمسية وفوائدها.
• مكونات توازن النظام (BOS)
  • مقدمة عن مكونات توازن النظام، بما في ذلك العاكسات وأنظمة التركيب.
  • أهمية أنظمة تخزين الطاقة في تحسين أداء الخلايا الكهروضوئية.
  • العوامل الرئيسية التي يجب مراعاتها عند اختيار مكونات توازن النظام.
• قياس أداء الخلايا الكهروضوئية
  • مؤشرات الأداء الرئيسية للخلايا الشمسية (الكفاءة، عامل التعبئة، إلخ.).
  • طرق اختبار وتوصيف أداء الخلايا الشمسية.
  • دور ظروف الاختبار القياسية (STC) في تقييم الأداء.
• العوامل المؤثرة على الكفاءة
  • تأثير درجة الحرارة والتظليل وزاوية السقوط على أداء الخلايا.
  • تقنيات تحسين الكفاءة، بما في ذلك الخلايا ثنائية الوجه وتقنيات الوصلات المتعددة.
  • جهود البحث الرامية إلى تحسين كفاءة الخلايا الشمسية.
• عمر الخلايا وموثوقيتها
  • فهم آليات التدهور في المواد الكهروضوئية.
  • العوامل التي تؤثر على طول عمر الخلايا الشمسية.
  • أهمية الضمانات وضمانات الأداء.
• الاستخدام السكني والتجاري
  • أنظمة الطاقة الشمسية السكنية وفوائدها الاقتصادية.
  • التركيبات التجارية الناجحة.
  • فهم برامج القياس والحوافز.
• مشاريع الطاقة الشمسية على نطاق المرافق
  • خصائص المزارع الشمسية واسعة النطاق وتأثيرها على إمدادات الطاقة.
  • اعتبارات اختيار الموقع والحصول على التصاريح.
  • دور الطاقة الشمسية في التحول إلى شبكات الطاقة المتجددة.
• التطبيقات المبتكرة
  • استكشاف التطبيقات الناشئة مثل ضخ المياه بالطاقة الشمسية والنقل بالطاقة الشمسية.
  • استخدام الخلايا الكهروضوئية في المناطق النائية والريفية.
  • دمج الخلايا الكهروضوئية في تقنيات الشبكة الذكية.
• تحليل تكلفة الأنظمة الكهروضوئية
  • تفصيل التكاليف المرتبطة بتركيب وصيانة الطاقة الشمسية.
  • مقارنة الأنظمة الكهروضوئية بمصادر الطاقة المتجددة الأخرى.
  • الحوافز المالية وخيارات التمويل للمشاريع الشمسية.
• تقييم دورة الحياة
  • فهم التأثيرات البيئية لإنتاج الطاقة الكهروضوئية.
  • فوائد إجراء تقييم دورة الحياة.
  • استراتيجيات تقليل البصمة البيئية لتقنيات الطاقة الشمسية.
• الإطار التنظيمي والسياسات
  • نظرة عامة على السياسات الحكومية الداعمة لنشر الطاقة الشمسية.
  • مناقشة الاتفاقيات والالتزامات الدولية تجاه الطاقة المتجددة.
  • تأثير البيئات التنظيمية على ديناميكيات السوق.
• التطورات في تقنيات الطاقة الكهروضوئية
  • الأبحاث المتطورة في مجال الطاقة الشمسية.
  • الاختراقات المستقبلية المحتملة في المواد والكفاءة.
  • دور الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي في تحسين أنظمة الطاقة الكهروضوئية.
• اتجاهات السوق والتوقعات
  • تحليل اتجاهات السوق الحالية في قطاع الطاقة الكهروضوئية.
  • التنبؤ بالنمو والتطورات المستقبلية في مجال الطاقة الشمسية.
  • تأثير سياسات الطاقة العالمية على سوق الطاقة الشمسية.
• التحديات والفرص
  • مناقشة التحديات التي تواجه صناعة الطاقة الكهروضوئية.
  • تحديد فرص الابتكار وتوسيع السوق.
  • استراتيجيات معالجة الحواجز التي تحول دون التبني على نطاق واسع.