ﺃﻭ ﻣﺎ ﻳُﻄﻠﻖ ﻋﻠﻴﻪ ﺍﺳﻢ "Digital Drugs" ﺃﻭ "iDoser" ﻫﻲ ﻋﺒﺎﺭﺓ ﻋﻦ ﻣﻘﺎﻃﻊ ﻧﻐﻤﺎﺕ ﻳﺘﻢ ﺳﻤﺎﻋﻬﺎ ﻋﺒﺮ ﺳﻤﺎﻋﺎﺕ ﺑﻜﻞ ﻣﻦ ﺍﻷﺫﻧﻴﻦ، ﺑﺤﻴﺚ ﻳﺘﻢ ﺑﺚ ﺗﺮﺩﺩﺍﺕ ﻣﻌﻴﻨﺔ ﻓﻲ ﺍﻷﺫﻥ ﺍﻟﻴﻤﻨﻲ ﻋﻠﻰ ﺳﺒﻴﻞ ﺍﻟﻤﺜﺎﻝ ﻭﺗﺮﺩﺩﺍﺕ ﺃﻗﻞ ﺇﻟﻰ الأذن ﺍﻟﻴﺴﺮﻯ.
ﻧﺸﺄﺕ "ﺍﻟﻤﺨﺪﺭﺍﺕ ﺍﻟﺮﻗﻤﻴﺔ"، ﻋﻠﻰ ﺗﻘﻨﻴﺔ ﻗﺪﻳﻤﺔ ﺗﺴﻤﻰ "ﺍﻟﻨﻘﺮ ﺑﺎﻷﺫﻧﻴﻦ"، اكتشفها ﺍﻟﻌﺎﻟﻢ ﺍﻷﻟﻤﺎﻧﻲ ﺍﻟﻔﻴﺰﻳﺎﺋﻲ ﻫﻴﻨﺮﻳﺶ ﺩﻭﻑ ﻋﺎﻡ 1839، ﻭﺍﺳﺘﺨﺪﻣﺖ ﻷﻭﻝ ﻣﺮﺓ ﻋﺎﻡ 1970 ﻟﻌﻼﺝ ﺑﻌﺾ ﺍﻟﺤﺎﻻﺕ ﺍﻟﻨﻔﺴﻴﺔ، ﻟﺸﺮﻳﺤﺔ ﻣﻦ ﺍﻟﻤﺼﺎﺑﻴﻦ ﺑﺎﻻﻛﺘﺌﺎﺏ ﺍﻟﺨﻔﻴﻒ ﻓﻲ ﺣﺎﻟﺔ ﺍﻟﻤﺮﺿﻰ ﺍﻟﺬﻳﻦ ﻳﺮﻓﻀﻮﻥ ﺍﻟﻌﻼﺝ ﺍﻟﺴﻠﻮﻛﻲ ‏(ﺍﻷﺩﻭﻳﺔ‏)، ﻭﻟﻬﺬﺍ ﺗﻢ ﺍﻟﻌﻼﺝ ﻋﻦ ﻃﺮﻳﻖ ﺗﺬﺑﺬﺑﺎﺕ ﻛﻬﺮﻭﻣﻐﻨﺎﻃﻴﺴﻴﺔ، ﻟﻔﺮﺯ ﻣﻮﺍﺩ ﻣﻨﺸﻄﺔ ﻟﻠﻤﺰﺍﺝ.
ﻟﻢ ﻳﻌﺪ ﺍﺳﺘﻬﻼﻙ ﺍﻟﻤﺨﺪﺭﺍﺕ ﻣﻘﺼﻮﺭﺍً ﻋﻠﻰ ﻣﺎ ﻛﺎﻥ ﻳﺠﺮﻯ ﺳﺎﺑﻘﺎً ﺑﺤﻘﻨﻬﺎ ﻓﻲ ﺍﻟﻮﺭﻳﺪ ﺃﻭ ﺑﻤﻀﻐﻬﺎ ﺃﻭ ﺷﻤﻬﺎ ﺃﻭ ﺗﺪﺧﻴﻨﻬﺎ ﻭﺇﻧﻤﺎ ﺗﻄﻮﺭ ﺍﻟﻔﻜﺮ ﺍﻹنساني ﻟﻴﺤﻮﻝ ﻧﻈﻢ ﺍﻟﺘﻌﺎﻃﻰ ﺇﻟﻰ ﺗﻌﺎﻁٍ إلكتروني ﺃﻭ ﺗﻌﺎﻁٍ رقمي ﻳﺤﺪﺙ ﺍﻟﺘﺄﺛﻴﺮ ﻧﻔﺴﻪ ﺍﻟﺬﻯ ﺗﺤﺪﺛﻪ ﺍﻟﻤﺨﺪﺭﺍﺕ ﺍﻟﻄﺒﻴﻌﻴﺔ ﺃﻭ ﺍﻟﺘﺨﻠﻴﻘﻴﺔ ﺍﻷﺧﺮﻯ.
ﻭﻗﺪ ﺍﺳﺘﺨﺪﻣﺖ ﻣﻮﺳﻴﻘﻰ "ﺍﻟﻤﺨﺪﺭﺍﺕ" ﻓﻲ ﻣﺴﺘﺸﻔﻴﺎﺕ ﺍﻟﺼﺤﺔ ﺍﻟﻨﻔﺴﻴﺔ، ﻧﻈﺮًﺍ ﻷﻥ ﻫﻨﺎﻙ خللاً ﻭﻧﻘﺼًﺎ ﻓﻲ ﺍﻟﻤﺎﺩﺓ ﺍﻟﻤﻨﺸﻄﺔ ﻟﻠﻤﺰﺍﺝ ﻟﺪﻯ ﺑﻌﺾ ﺍﻟﻤﺮﺿﻰ ﺍﻟﻨﻔﺴﻴﻴﻦ، ﻭﻟﺬﻟﻚ ﻳﺤﺘﺎﺟﻮﻥ ﺇﻟﻰ ﺍﺳﺘﺤﺪﺍﺙ ﺍﻟﺨﻼﻳﺎ ﺍﻟﻌﺼﺒﻴﺔ ﻹﻓﺮﺍﺯﻫﺎ، ﺗﺤﺖ ﺍﻹﺷﺮﺍﻑ ﺍﻟﻄﺒﻲ ﺑﺤﻴﺚ ﻻ ﺗﺘﻌﺪ ﻋﺪﺓ ﺛﻮﺍﻥ، ﺃﻭ ﺟﺰﺀ ﻣﻦ ﺍﻟﺜﺎﻧﻴﺔ ﻭﺃﻻ ﺗﺴﺘﺨﺪﻡ ﺃﻛﺜﺮ ﻣﻦ ﻣﺮﺗﻴﻦ ﻳﻮﻣﻴًﺎ. ﻭﺗﻮﻗﻒ ﺍﻟﻌﻼﺝ ﺑﻬﺬﻩ ﺍﻟﻄﺮﻳﻘﺔ - ﺁﻧﺬﺍﻙ - ﻧﻈﺮًﺍ ﻟﺘﻜﻠﻔﺘﻬﺎ ﺍﻟﻌﺎﻟﻴﺔ.

ﺁﻟﻴﺔ ﻋﻤﻞ ﺍﻟﻤﺨﺪﺭﺍﺕ ﺍﻟﺮﻗﻴﻤﺔ :

ﻳﺤﺎﻭﻝ ﺍﻟﺪﻣﺎﻍ ﺟﺎﻫﺪﺍ ﺃﻥ ﻳﻮﺣﺪ ﺍﻟﺘﺮﺩﺩﻳﻦ ﻓﻲ ﺍﻷﺫﻥ ﺍﻟﻴﻤﻨﻰ ﻭﺍﻟﻴﺴﺮﻯ ﻟﻠﺤﺼﻮﻝ ﻋﻠﻰ ﻣﺴﺘﻮﻯ ﻭﺍﺣﺪ ﻟﻠﺼﻮﺗﻴﻦ، ﺍﻷﻣﺮ ﺍﻟﺬﻱ ﻳﺘﺮﻙ ﺍﻟﺪﻣﺎﻍ ﻓﻲ ﺣﺎﻟﺔ ﻏﻴﺮ ﻣﺴﺘﻘﺮﺓ ﻋﻠﻰ ﻣﺴﺘﻮﻯ ﺍﻹﺷﺎﺭﺍﺕ ﺍﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﻳﺮﺳﻠﻬﺎ ﻭﻣﻦ ﻫﻨﺎ ﻳﺨﺘﺎﺭ ﺍﻟﻤﺮﻭﺟﻮﻥ ﻟﻤﺜﻞ ﻫﺬﻩ
ﺍﻟﻤﺨﺪﺭﺍﺕ، ﻧﻮﻉ ﺍﻟﻌﻘﺎﺭ ﺍﻟﺬﻱ ﺗﺮﻳﺪﻩ.
ﻣﻦ ﺧﻼﻝ ﺩﺭﺍﺳﺔ ﺣﺎﻟﺔ ﺍﻟﺪﻣﺎﻍ ﻭﻃﺒﻴﻌﺔ ﺍﻹﺷﺎﺭﺍﺕ ﺍﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﺼﺪﺭ ﻋﻦ ﺍﻟﺪﻣﺎﻍ ﺑﻌﺪ ﺗﻌﺎﻃﻲ ﻧﻮﻉ ﻣﺤﺪﺩ ﻣﻦ ﺍﻟﻤﺨﺪﺭﺍﺕ ﻳﻤﻜﻦ ﺗﺤﺪﻳﺪ ﺣﺎﻟﺔ ﺍﻟﻨﺸﻮﺓ ﺍﻟﻤﺮﻏﻮﺑﺔ، ﺣﻴﺚ ﻛﻞ ﻧﻮﻉ ﻣﻦ ﺍﻟﻤﺨﺪﺭﺍﺕ ﺍﻟﺮﻗﻤﻴﺔ ﻳﻤﻜﻨﻪ ﺃﻥ ﻳﺴﺘﻬﺪﻑ ﻧﻤﻄﺎ ﻣﻌﻴﻨﺎ ﻣﻦ ﺍﻟﻨﺸﺎﻁ ﺍﻟﺪﻣﺎﻏﻲ، ﻓﻤﺜﻼ ﻋﻨﺪ ﺳﻤﺎﻉ ﺗﺮﺩﺩﺍﺕ ﺍﻟﻜﻮﻛﺎﺋﻴﻦ ﻟﺪﻗﺎﺋﻖ ﻣﺤﺴﻮﺑﺔ ﻓﺈﻥ ﺫﻟﻚ ﺳﻴﺪﻓﻊ ﻟﺘﺤﻔﻴﺰ ﺍﻟﺪﻣﺎﻍ ﺑﺼﻮﺭﺓ ﺗﺸﺎﺑﻪ ﺍﻟﺼﻮﺭﺓ ﺍﻟﺘﻲ ﻳﺘﻢ ﺗﺤﻔﻴﺰﻩ ﻓﻴﻬﺎ ﺑﻌﺪ ﺗﻌﺎﻃﻲ ﻫﺬﺍ ﺍﻟﻤﺨﺪﺭ ﺑﺼﻮﺭﺓ ﻭﺍﻗﻌﻴﺔ.

ﺃﻧﻮﺍﻉ ﺍﻟﻤﺨﺪﺭﺍﺕ ﺍﻟﺮﻗﻤﻴﺔ :

ﻫﻨﺎﻙ ﺗﺮﺩﺩﺍﺕ ﻟﻜﻞ ﻧﻮﻉ ﻣﻦ ﺍﻟﻤﺨﺪﺭﺍﺕ، ﻣﺜﻞ ﺍﻟﻜﻮﻛﺎﺋﻴﻦ ﻭﻣﻴﺜﺎﻧﻔﻴﺘﺎﻣﻴﻦ ﺍﻟﻤﻌﺮﻭﻑ ﺑـ "ﻛﺮﻳﺴﺘﺎﻝ ﻣﻴﺚ" ﻭﻏﻴﺮﻫﺎ ﺍﻟﻜﺜﻴﺮ، ﻣﻨﻬﺎ ﻣﺎ ﻳﺪﻓﻌﻚ ﻟﻠﻬﻠﻮﺳﺔ ﻭﺁﺧﺮ ﻟﻼﺳﺘﺮﺧﺎﺀ ﻭﺁﺧﺮ ﻟﻠﺘﺮﻛﻴﺰ ﻭﻫﻜﺬﺍ.

ﻣﺪﻯ ﺗﺄﺛﻴﺮﻫﺎ :
ﺍﻧﻘﺴﻢ ﻣﻦ ﻗﺎﻡ ﺑﺘﺠﺮﺑﺔ ﻫﺬﺍ ﺍﻟﻨﻮﻉ ﻣﻦ ﺍﻟﻤﺨﺪﺭﺍﺕ، ﻓﻤﻨﻬﻢ ﻣﻦ ﻳﻘﻮﻝ أنها ﺫﺍﺕ ﻓﺎﻋﻠﻴﺔ ﻛﺒﻴﺮﺓ، ﺇﺫﺍ ﻣﺎ ﺍﻟﺘﺰﻣﺖ ﺑﺸﺮﻭﻁ ﺳﻤﺎﻋﻬﺎ، ﻓﻲ ﺣﻴﻦ ﺃﻥ ﺁﺧﺮﻳﻦ ﻳﺠﺰﻣﻮﻥ ﺑﺄﻥ ﻻ ﺗﺄﺛﻴﺮ ﻟﻬﺎ، ﺑﻞ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﻌﻜﺲ ﻳﻌﺎﻧﻮﻥ ﻣﻦ ﺁﻻﻡ ﻓﻲ ﺍﻟﺮﺃﺱ ﻭﺍﻷﺫﻧﻴﻦ ﺑﻌﺪ ﺍﻻﻧﺘﻬﺎﺀ ﻣﻦ ﺳﻤﺎﻉ ﺍﻟﻤﻘﻄﻊ. تأثيرها ﻋﻠﻰ ﺍﻟﺠﺴﻢ ﻳﻜﻮﻥ ﺗﻘﺮﻳﺒﺎ ﻣﺜﻞ ﺍﻟﻤﺨﺪﺭﺍﺕ ﻳﺒﺪﺃ ﺍﻟﺸﺨﺺ ﺑﺎﻟﺼﺮﺍﺥ ﺍﻟﻼ إرادي ﻭﻳﺼﺎﺏ ﺑﺘﺸﻨﺠﺎﺕ ﻓﻲ ﺍﻟﻌﻀﻼﺕ.


ﺷﺮﻭﻁ ﺍﻻﺳﺘﺨﺪﺍﻡ :


ﻫﻨﺎﻙ ﺷﺮﻭﻃﺎ ﻟﻠﻤﺴﺘﺨﺪﻡ ﻓﻲ ﺳﺒﻴﻞ ﺍﻟﺤﺼﻮﻝ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﻤﻔﻌﻮﻝ ﺍﻟﺘﺎﻡ ﻟﻬﺬﺍ ﺍﻟﻤﺨﺪﺭ، ﺣﻴﺚ ﺃﻥ ﺍﻟﺒﻌﺾ ﻳﻘﻮﻝ أنه ﻻﺑﺪ ﻣﻦ ﺍﻻﺳﺘﺮﺧﺎﺀ ﺍﻟﻜﺎﻣﻞ ﻭﺗﻐﻄﻴﺔ ﺍﻟﻌﻴﻨﻴﻦ، ﻭﻣﻨﻬﻢ ﻣﻦ ﻳﻄﻠﺐ ﺷﺮﺏ ﻣﺎﺀ ﻗﺒﻞ ﺍﻻﺳﺘﻤﺎﻉ، أيضاً أن يكون مدة المقطع من 20 إلى 30 دقيقة، ﻭﻏﻴﺮﻫﺎ ﻣﻦ ﺍﻟﺸﺮﻭﻁ ﺍﻟﺘﻲ ﻗﺪ ﺗﺼﻞ ﺇﻟﻰ ﺣﺪ ﺍﻟﻤﺒﺎﻟﻐﺔ ﻓﻲ ﺑﻌﺾ ﺍﻷﺣﻴﺎﻥ.

ﻛﻴﻒ ﻳﺘﻢ ﺍﻟﺤﺼﻮﻝ ﻋﻠﻴﻬﺎ :


ﻫﻨﺎﻙ ﻣﻮﺍﻗﻊ ﻣﺘﺨﺼﺼﺔ ﺗﻘﻮﻡ ﺑﺒﻴﻊ ﻫﺬﻩ ﺍﻟﻨﻐﻤﺎﺕ ﻋﻠﻰ ﻣﻮﺍﻗﻊ الإنترنت، ﻭﻻ ﺗﻮﺟﺪ ﺭﻗﺎﺑﺔ ﺭﺳﻤﻴﺔ ﺃﻭ ﺣﻈﺮ ﻟﻤﺜﻞ ﻫﺬﻩ ﺍﻟﻨﻐﻤﺎﺕ ﻓﻲ ﺍﻟﻮﻗﺖ ﺍﻟﺤﺎﻟﻲ، ﻭﻳﺘﻢ ﺗﺮﻭﻳﺠﻬﺎ ﻋﺒﺮ ﻣﻮﺍﻗﻊ ﺍﻟﺘﻮﺍﺻﻞ ﺍﻻﺟﺘﻤﺎﻋﻲ ﺃﻳﻀﺎ ﻣﻘﺎﺑﻞ ﺍﻟﻘﻠﻴﻞ ﻣﻦ ﺍﻟﺪﻭﻻﺭﺍﺕ (20-1) دولار، ﺇﻟﻰ ﺟﺎﻧﺐ ﺇﻣﻜﺎﻧﻴﺔ ﺍﻟﺤﺼﻮﻝ ﻋﻠﻴﻬﺎ ﻋﺒﺮ ﻣﻮﻗﻊ ﻳﻮﺗﻴﻮﺏ ﺑﺸﻜﻞ ﻣﺠﺎﻧﻲ، لكن المجانية أحياناً لا تعطي نتيجة.

ﻋﻼﺝ ﺍﻟﻤﺨﺪﺭﺍﺕ ﺍﻟﺮﻗﻤﻴﺔ :

1- ﺗﻄﻮﻳﺮ ﻭﺗﺤﺪﻳﺚ ﺍﻟﻘﺎﻧﻮﻥ ﻟﺘﺠﺮﻳﻢ ﺍﺳﺘﺨﺪﺍﻡ ﻫﺬﻩ ﺍﻟﻤﺨﺪﺭﺍﺕ.
2- ﺗﺪﺭﻳﺐ ﻓﺮﻕ ﺍﻟﻤﻜﺎﻓﺤﺔ ﻋﻠﻰ ﺭﺻﺪ ﻭﺣﺠﺐ ﺍﻟﻤﻮﺍﻗﻊ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﺮﻭﺟﻬﺎ.
3- ﺇﻳﺠﺎﺩ ﺗﻌﺎﻭﻥ ﺩﻭﻟﻲ ﻗﻮﻱ ﻟﺘﺤﺪﻳﺪ ﻣﺼﺎﺩﺭ ﻫﺬﻩ ﺍﻟﻤﻮﺍﻗﻊ، ﻭﺍﻟﻌﻤﻞ ﻋﻠﻰ ﺿﺒﻂ ﻣﺮﻭﺟﻴﻬﺎ.
4- ﺗﻄﺒﻴﻖ ﺗﻮﻋﻴﺔ ﻣﺒﺘﻜﺮﺓ ﺗﺘﻨﺎﺳﺐ ﻣﻊ ﺍﻟﺸﺒﺎﺏ.
5- ﺍﻟﺘﻮﺍﺻﻞ ﻣﻊ ﺍﻷﺳﺮ، ﻭﺗﺪﺭﻳﺒﻬﺎ ﻋﻠﻰ ﻓﺮﺽ ﻧﻮﻉ ﻣﻦ ﺍﻟﺮﻗﺎﺑﺔ ﺍﻟﺬﺍﺗﻴﺔ ﻋﻠﻰ ﺃﺑﻨﺎﺋﻬﺎ.
6- ﺍﺳﺘﻬﺪﺍﻑ ﺍﻟﻤﺪﺍﺭﺱ ﻭﺍﻟﺠﺎﻣﻌﺎﺕ ﺑﺎﻟﺘﻮﻋﻴﺔ ﻣﻦ ﺧﻼﻝ ﺍﻟﺘﻨﺴﻴﻖ ﻣﻊ ﺇﺩﺍﺭﺍﺗﻬﺎ.






الموضوع ببساطه هو توصيل بوردة اوردينو اونو ببرنامج اتمل ستديو لبرمجه البوردة باستخدام لغه الــC 
طريقه توصيل اوردينو اونو ببرنامج اتمل ستديو Atmel Stdio - الفكره هيا تعريف البوردة داخل البرنامج للرفع الكود عليها المكتوب بللغه الــــــC العاديه لبرمجه الـــIC ATMEGA328P

اول خطوه  -
فتح مشروع جديد واختيار IC ATMEGA328P

ثاني خطوه  -
تسطيب ARDUINO IDE برنامج الخاص باوردينو العادي وذللك لاستخدام احد الملفات الداخليه في رفع ملف HEX الى البوردة البرنامج موجود بكثره ومشروح على النت

ثالث خطوه -
هي تعريف البوردة داخل البرنامج  ATMEL STDINO عن طريق اضافه بعض المتغيرات
من قائمه TOOLS نختار EXTERNAL TOOLS
ثم نضغط ADD
وبعدها نبدء في ملئ البيانات 

name -> ARDUINO UNO 
COMMAND -> C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\tools\avr\bin\avrdude.exe
ARGUMENTS -> -C "C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\tools\avr\etc\avrdude.conf" -p atmega328p -c arduino -P COM4 -b 115200 -U flash:w:"$(ProjectDir)Debug\$(TargetName).hex":i


تغيير المسارات حسب تسطيبك للبرمج 
نلاحظ وجود منفذ بورت COM4 يتغير حسب مكان توصيل البوردة في الجهاز ويتم معرفته من DEVICE MANGER
ايضا معدل نقل الداتا 115200 ممكن يختلف من جهاز الى اخر يتم تحديده من DEVICE MANGER
ايضا ATMEHA328P رقم الIC الموجود على بوردة اوردينو 

رابع خطوه -
لرفع البرنامج الى البوردة يجب عمل BUILD للمشروع وذللك بلضغط على F7 او BUILD-BUILD SOLUTION
في حاله عدم وجود اخطاء في البرنامج نقوم برفع البرنامج عن طريق TOOLS -ARDUINO UNO
الصور التوضيحيه - 




ملف موجود به الاكواد مع برنامج بسيط لاختبار البوردة اذا كانت تم توصيلها بشكل سليم برنامج blink led 


شرح لتجربه بسيطه توصيل وبرمجه شاشه حرفيه 16X2 ببورده اوردينو نانو 



يرمز للدايود في الدوائر الالكترونيه بلرمز التالي  
يتالف من قسمين او طرفين هما الكاثود ( الطرف السالب ) و الانود ( الطرف الموجب )
و في الرمز اعلاه فان طرف الدايود الموجب هو الطرف المعاكس لاتجاه السهم ..و الطرف السالب هو الطرف باتجاه السهم ...
يعمل الدايود وفقاً لاتجاه مرور التيار في هذين الاتجاهين :
و له مثالين في العمل :
1- عندما يكون الدايود ON فان اتجاه التيار الداخل الى الدايود يجب ان يسرى فيه باتجاه السهم اي من الانود إلى الكاثود ...
و عند هذه الحالة يمكن تمثيل الدايود في الدائرة الالكترونية بمصدر فولطية ..
و كالتالي :
كما سبق و قلت فان الدايود يكون فعالاً عند مرور تيار فيه باتجاه من الانود الى الكاثود ..
و لكن كيف يمكننا التعامل مع الدايود في الدائرة الكهربائية ؟
الجواب هو استبداله بما يمثله او يكافئه من العناصر المعروفة للدائرة الكهربائية ( كان تكون مقاومة او متسعة او مصدر )
و في الحقيقة فان الدايود يمثل بمقاومة مربوطة على التوالي مع مصدر فولطية و لكن المقاومة اغلب الاحيان يتم اهمالها و الاكتفاء فقط بمصدر الفولطية ( الذي تبلغ قيمته 0,7 فولط في حال استعمال سيليكون دايود )
و هكذا يمكننا التعامل مع الدايود و التعامل مع الدائرة لحل المجاهيل فيها ...
2- عندما يكون OFF فان اتجاه التيار يسري بالاتجاه المعاكس اي من الكاثود الى الانود و في هذه الحالة سيمر تيار بالجهة المعاكسة يسمى Saturation Current و تكون قيمته صغيرة الى درجة قياسه بـµ A و يهمل في الحسابات الرياضية فقط و ليس في التصنيع .
وجد أن عندما يتم وضع شريحة سلكونية موجبة p-type .. وشريحة سالبة n-type فأن التيار الكهربائي سيمر في جهة واحده فقط عبر الشريحتين .. لتشكر عنصر الكتروني يسمي الدايود او الموحد او الثنائي Diode .. وهو العنصر الأهم والأشهر في عالم أشباه الموصلات semiconductor
يمكن لشريحة سليكون موجبه p-type .. مع شريحة سالبة n-type ان تعمل كأي موصل للتيار الكهربائي
تطلق على حركة التيار من الشريحة الموجبة إلى السالبة بأسم الانحياز الأمامي او forward biased .. في هذه الحالة يعمل الدايود كأي موصل جيد للتيار ..
اما حالة عدم التوصيل اي جهد موجب على الشريحة السالبة .. وسالب على الشريحة الموجبة .. فهذا ما يسمى reverse biased.



يتم تشبيه عمل الدايود كحنفية ماء تسمح بالمرور في جهة واحده فقط .. ولهذا تم استغلال هذه الخاصية المتميزة لإنشاء الكثير من التطبيقات المفيدة ..
احد اشهر هذه التطبيقات .. هي تحويل التيار المتردد (AC) والتي تتغير قطبيتة باستمرار إلى تيار مستمر (DC) أحادي القطبية ..
كل مصادر الطاقة في المنازل تعطي تيار متردد بينما البطاريات تزودنا بالتيار المستمر ..
وعملية التحويل التي تتم لاستبدال التيار المتذبذب إلى تيار مستمر .. تسمي تقويم او rectification
الصورة التالية توضح الإشارة الداخلة والخارجة من الدايود .. وهذه الطريقة في التقويم تسمى تقويم نصف موجه لانها تقوم بإخراج نصف الموجه الاصليه .. وإلغاء " Block " للنصف الأخر ..


أما الطريقة الثانية والأكثر كفاءة والتي تستفيد من كامل الإشارة المتردد الداخلة هي دائرة تقويم موجه كاملة والصورة توضح طريقة القنطرة Bridge " أربع موحدات " للحصول على النتيجة المطلوبة ..




انفرتر الطاقة الشمسية أو محول الطاقة كما يسميه البعض هو العنصر المسؤول عن تحويل الكهرباء من كهرباء مستمر إلى تيار متررد. وهو عنصر ضروري في كل انواع الانظمة الشمسية للمنازل لأن اغلب الأجهزة المنزلية تعمل بالتيار المتردد. و التيار الذي تنتجه الالواح الشمسية هو تيار مستمر. لمن لا يعرف الفرق بين الكهرباء المستمر DC و المتردد AC شاهد المنحنين التالين لتعرف الفرق بينهم


الانفرتر الشاحن INVERTER/CHARGER
كما يبين اسمه فإن للانفرتر الشاحن وظيفتان رئيسيان:
-الوظيفة الاولى تحدثنا عنها في الفقرة الأولى مع انفرتر الطاقة الشمسية و هي تحويل التيار المستمر إلى تيار متردد.
-الوظيفة الثانية هي شحن بطاريات الطاقة الشمسية باستعمال مولد للكهرباء المتردد. ففي بعض الحالات في الشتاء مثلا قد لا تكفي الطاقة الشمسية لشحن البطاريات الموصولة في نظام الطاقة الشمسية. لذلك نلجأ الى استعمال مولد للكهرباء المتردد للمساعدة في شحن البطاريات عن طريق الانفرتر الشاحن.
هناك من يعتقد أن استعمال الانفرتر الشاحن يؤدي إلى ضرورة الاستغناء عن منظم الشحن. لكن هذا الامر ليس بالضرورة. فالانفرتر الشاحن يستعمل الكهرباء المتردد لشحن البطاريات أما منظم الشحن فيستعمل الكهرباء المستمر المتأتي من الألواح الشمسية لشحنها. فكل شاحن مستقل عن الآخر. بالاضافة الى اننا سنخسر العديد من مميزات منظم الشحن في تحسين كفاءة النظام ان استغنينا عنه.لكن يجب التثبت من نوعية الدخل الخاص بشحن البطاريات للانفرتر الشاحن(حسب تعريف الصانع). وهو عادة كما قلنا دخل متردد. لكن هذا لا يمنع وجود بعض الانفرترات الشاحنة التي تدمج داخلها منظم شحن شمسي مثل STUDER COMPACT XPC 2200. و في هذه الحالة لا ضرورة لاستعمال منظم شحن.
اذن باختصار الانفرتر الشاحن هو محول ذو اتجاهين. يقوم بتحويل التيار المتأتي من الالواح الشمسية او من البطاريات من تيار مستمر الى متردد. و في الآن ذاته يقوم بتحويل التيار المتأتي من مولد الكهرباء من تيار متررد الى مستمر لشحن البطاريات.
الانفرتر الشاحن الهجين
الانفرتر الشاحن الهجين يعمل بنفس مبدأ الانفرتر الشاحن العادي, إلا أنه لا يعتمل على مولد الكهرباء بمفرده كمدخل للكهرباء المتردد بل يستعمل كذلك كهرباء التيار العمومي لشحن البطاريات. لكن استعماله مرتبط بقوانين كل بلد. فعلى حد علمي عادة لايسمح بتركيب البطاريات في نظام متصل بالكهرباء العمومي و الله أعلم.
الانفرتر ام الميكروانفرتر MICROINVERTER ؟
في أنظمة الطاقة الشمسية التقليدية نجد انفرتر واحد كبير في كل النظام.لكن مع الوقت ظهر تصميم جديد يسمى تصميم ميكروانفرتر. و هو ببساطة تغيير الانفرتر الوحيد ذو القدرة الكبيرة بعدة انفرترات او ميكروانفرترات ذو قدرة اصغر و تكون مركبة بالتوازي. وفي هذا التصميم الجديد عادة ما يكون كل لوح شمسي متصلا بميكروانفرتر خاص به. سنرى كيفية توصيل كل تصميم في فقرة قادمة.
اذن السؤال الذي يطرح نفسه الآن ايهما أفضل تصميم الانفرتر الواحد ام الميكرو انفرترات. لنجيب على هذا السؤال سنذكر محاسن و عيوب الميكرو انفرتر و لكم حرية الاختيار.

  • محاسن الميكرو انفرتر:
-يستعمل تقنية MPPT, لاستغلال الطاقة القصوى للالواح (Maximum Power Point Tracking)
-زيادة إتاحية النظام. أي أن عدم عمل لوح واحد بشكل جيد لن يؤثر على كامل النظام, لان كل لوح له انفرتر خاص به.
-التيار المستمر المستعمل منخفض لاننا لن نضطر لجمع تيار كل الالواح في نقطة واحدة. و هذا يوفر أكثر أمانا للانسان.
-يزيد مرونة اختيار اتجاه الالواح.
-امكانية استعمال الواح شمسية مختلفة في نظام واحد.
-مرونة في امكانية زيادة ألواح شمسية عند الحاجة لاننا لا نحتاج لعمل حسابات للانفرتر كما في حال الانفرتر الواحد.
مساوئ الميكرو انفرتر :
-تكلفة الميكرو انفرترات تكون أكثر من الانفرتر الواحد عادة.
-كثرة خيوط التوصيل و تعقيدها بسبب كثرة الميكرو انفرترات.
-زيادة تكلفة الصيانة نظرا لزيادة عدد الانفرترات.
-نظرا لمكان تواجدها في نظام الطاقة الشمسية (محاذيا للالواح الشمسية) قد تتسبب الحرارة الشديدة مشاكل لبعض انواع الميكرو انفرتر.
مميزات الانفرتر و كيف نختار الانفرتر المناسب
قمة القدرة الكهربائية PEACK POWER
قمة القدرة الكهربائية أو اندفاع التيار Surge هو من أهم مميزات الانفرتر التي نستعملها لاختياره عند إرادة اقتناء واحد. و هذه الميزة تعبر عن القدرة القصوى التي يمكن للانفرتر تحملها في وقت محدد يتراوح عادة بين بضع ثوان و يصل الى 15 دقيقة. فلنطبق ذلك على مثال لنفهم اكثر هذه الميزة.
فلنفرض مثلا انك تستعمل محركا في منزلك لضخ الماء. المعروف عن المحركات أنها تستعمل قدرة كهربائية كبيرة عند انطلاقها. لذلك ان كنت ستقوم بتوصيل انفرتر لتشغيل هذا المحرك فيجب أن يتمتع هذا الانفرتر بقمة قدرة Surge مساوية او اكبر من القدرة التي يستحقها المحرك عند انطلاقه. وكذلك يجب ان تكون مدة قمة القدرة عند الانفرتر أطول من مدة القدرة القصوى للمحرك عند الانطلاقة. ثم بعد الانطلاقة اي وقت الاستعمال العادي للمحرك سنستعمل خاصية أخرى للانفرتر سنراها في الفقرة التالية.
القدرة الكهربائية النموذجية TYPICAL POWER
الميزة التالية من مميزات الانفرتر هي القدرة الكهربائية النموذجية. و هذه الميزة مهمة كذلك من اجل اختيار الانفرتر. وهي تمثل متوسط القدرة الكهربائية اثناء الاستعمال العادي و المتواصل للاجهزة المستهلكة للكهرباء المتردد. و إذا طبقنا ذلك على مثال مضخة الماء. فإن قيمة القدرة النموذجية للانفرتر يجب أن تكون مساوية أو أكبر مع قدة محرك المضخة أثناء الاستعمال المتواصل. (و ليس اثناء الإنطلاقة).
القدرة الكهربائية المتوسطة AVERAGE POWER
متوسط القدرة الكهربائية للانفرتر هي متوسط قدرته مقارنة بالوقت الذي يستعمل فيه. اي أن هذه القيمة لها علاقة بالوقت الذي تعمل فيه الأجهزة المستهلكة.كلما زادت مدة الاستعمل زادت القدرة الكهربائية المتوسطة اللازمة.إلا أن هذه الميزة لا تستعمل من أجل اختيار الانفرتر المناسب. لكن تستعمل الخاصيتين السابقتين فقط من أجل الإختيار.
الجهد المستمر الأقصى
وهو يمثل الجهد الداخل المستمر الأقصى الذي يمكن للانفرتر تحمله. ففي حالة نظام الطاقة الشمسية المتصل بالكهرباء العمومي لا يجب أن يتجاوز جهد الدائرة المفتوحة الإجمالي قيمة الجهد المستمر الأقصى للانفرتر.أما في حالة النظام المستقل فلا يجب أن يتجاوز جهد البطاريات الإجمالي هذه القيمة. في صورة التالية بعض مميزات 3 انفرترات لنظام متصل بشبكة الكهرباء مأخوذة من موقع بيع صيني.


نوعية التيار المتردد الخارج من الانفرتر
هناك العديد من أنواع التيار المترددة كما توضح الصور التالية. و من أبرز أنواع التيارات المترددة نذكر موجة ساين النقية Pure sine wave و موجة ساين معدلة Modified sine wave و الموجة المربعة Square wave. لذلك عند اقتناء انفرتر للطاقة الشمسية يجب التثبت من نوع الكهرباء المتردد الخارج. و الكهرباء المستعمل في المنازل هو من نوع موجة ساين النقية.
هذه الصورة الأولى هي عبارة عن منحنى للتيار من نوع موجة ساين المعدلة Modified sine wave




الصورة الثانية تمثل منحنى تيار موجة ساين النقية Pure sine wave و هو نوع الكهرباء الذي يستعمل في المنازل و نفس التيار المتأتي من الكهرباء العمومي.و قيمة تردده عادة بين 50 و 60 هرتز. أي من المفترض أن كل الأجهزة المنزلية تعمل عليه بدون مشاكل.


الصورة الثالثة و الأخيرة هي لمنحنى التيار المتردد المربع Square wave.


تطبيق عملي لاختيار انفرتر الطاقة الشمسية:
حسنا ماذا لو طبقنا كيفية اختيار الانفرتر على مثال المنزل الذي بدأناه في الدروس السابقة. وقد قلنا في درس حساب الالواح الشمسية أن المنزل يستعمل 5 فوانيس ذات قدرة 60 واط و غسالة بقدرة 2000 واط و ثلاجة بقدرة 200 واط.
1-في حالة استعمال نظام طاقة شمسية منفصل عن الكهرباء العمومي:
إذا فرضنا أن جميع هذه الأجهزة ذات قدرة متواصلة غير متغيرة ابتداءا من انطلاقها الى إطفائها. (و هذا حال أغلب الأجهزة المنزلية العادية كالفوانيس و الحواسيب). في هذه الحالة فإن ميزة متوسط القدرة الكهربائية تكفي لاختيار انفرتر مناسب. لنفرض أن جميع اجهزة هذا المنزل تعمل مع بعضها في وقت واحد. هذا يعني أن متوسط القدرة المستهلكة يساوي 60*5 +2000+ 200= 2500 واط. اي أن متوسط القدرة الكهربائية للانفرتر المناسب للمنزل يجب أن تكون أكبر من 2500 واط.
ملاحظة:
من أجل القيام بحسابات اكثر دقة و أكثر أمانا يجب معرفة قمة القدرة Surge لجميع الاجهزة و جمعها مع بعضها هي الأخرى لمعرفة قيمة القدرة المناسبة للانفرتر.
2-في حالة استعمال النظام المتصل بخط الكهرباء العمومي:
في حالة تركيب نظام الطاقة الشمسية المتصل بالكهرباء العمومي يكفي أن نعرف بأن متوسط القدرة الكهربائية للانفرتر يجب أن تكون مساوي أو أقل قليلا لقدرة اللوحات الشمسية. و هذه القيمة كما حسبناها في الدرس الثاني مساوي ل 1800 واط. حيث استعملنا 12 لوح ذو قدرة 150 واط. و ينصح كثير من صانعي الانفرتر بأن لا تتجاوز قدرة الالواح الشمسة 125% من متوسط قدرة الانفرتر. اي لا ينصح أن تتجاوز قدرة الالواح (1.25 * متوسط قدرة الانفرتر).
توصيل الانفرتر و الميكروانفرتر
توصيل الانفرتر الوحيد في النظام المتصل بالكهرباء العمومي
في هذه الحالة الانفرتر لديه مدخل تيار مستمر واحد وهو الألواح الشمسية. و لديه مخرج تيار متردد واحد يتجه إلى علبة قاطع الدائرة Disjoncteur. و تقوم علبة قاطع الدائرة أو علبة الحماية بدورها بتوصيل المنزل و الكهرباء العمومي بالتيار المتردد. سنرى في الدرس القادم إن شاء الله كيفية عمل حسابات مكونات الحماية في أنظمة الطاقة الشمسية.


توصيل الانفرتر الوحيد في النظام المستقل
في النظام المستقل يكون التيار المستمر DC الداخل الى الانفرتر إما متأتيا من البطاريات و هي الحالة الأكثر شيوعا. و إما يكون التيار المستمر متأتيا من مخرج التيار المستمر لمنظم الشحن كما في الصورة الثانية من هذه الفقرة. طريقة التوصيل الأولى هي الأكثر استعمالا لأن مخرج DC في منظم الشحن مخصص عادة للأجهزة التي تعمل بالتيار المستمر.



توصيل الميكروانفرتر في النظام أحادي الطور (1 فاز)
لكل ميكروانفتر مدخل تيار مستمر يأتي يتصل بلوح شمسي أو مجموعة من الالواح الشمسية. و له مخرج تيار متردد يقع أيصاله بالتوازي مع بقية مخارج المييكروانفرترات الأخرى كما توضح الصورة التالية.


توصيل الميكروانفرتر في النظام ثلاثي الاظوار (3 فاز)
من اجل استعمال الميكروانفرتر في توليد كهرباء ثلاثي الأطوار يكفي ربط النيوترالات الخارجة من الميكروانفرترات ببعضها. و استعمال ثلاث فازات المتبقية لتكوين المتبقية لتكوين نظلم ثلاثي الأطوار كما في الصور التالية.




في المثال التالي كل ميكروانفرتر متصل باربع ألواح شمسية و ليس بلوح واحد.




في هذا الدرس الرابع من هذه الدورة سنتعرف على العنصر المسؤول عن تخزين الطاقة الشمسية و هو بطاريات الطاقة الشمسية. حيث سنعرض في هذا الدرس مواصفات البطاريات و انواعها و طريقة توصيلها و كيفية عمل حساب سعتها اللازمة في نظام الطاقة الشمسية.لكن قبل ذلك يجب أن نعرف الحالات التي تستوجب استعمال بطاريات الطاقة الشمسية و الحالات التي لا تستحق بطاريات لتخزين الطاقة.



متى نستعمل بطاريات الطاقة الشمسية ؟
إن الانظمة الشمسية المتصلة بالكهرباء العمومي لا تستحق بطاريات طاقة شمسية و ذلك كما شاهدنا في الدرس الأول في أنواع أنظمة الطاقة الشمسية. وذلك نظرا لأن الكهرباء العمومي يمثل المخزن الدائم للكهرباء في حالات غياب الشمس. أما الانظمة الشمسية التي لا تتصل بالكهرباء العمومي فهي تستحق بطاريات الطاقة الشمسية لتخزين الطاقة في حالات عدم توفر الاشعاع الشمسي اللازم. و ذلك خاصة في حالات التطبيقات التي لا يجب إطلاقا أن تنقطع عنها الكهرباء مثل الساعة التي تعمل بالطاقة الشمسية. بل أكثر من ذلك, فان هذا النوع من التطبيقات يستوجب بطاريات بسعة كبيرة جدا تكفيها لايام كثيرة من العمل دون اشعاع شمسي. و في الانظمة المنفصلة توجد حالتان لا تستوجبان استعمال بطاريات الطاقة الشمسية و هما:
-حالة استعمال الآلات أثناء وجود اشعاع شمسي فقط. في هذه الحالة لا حاجة لنا الى تخزين الطاقة بما أننا نستعمل الطاقة الشمسية مباشرة من الالواح فقط
-حالة وجود وسيلة أخرى لتخزين الطاقة مثل نظام مضخات المياه التي تعمل بالطاقة الشمسية. ففي هذه الحالة يمكن تخزين المياه في مخزن مائي بعد ضخها اثناء تواجد اشعاع شمسي كاف. و في حالة غياب الشمس نستعمل خزان الماء بدل المضخة.
مواصفات البطاريات
من أجل اختيار بطاريات الطاقة الشمسية المناسية لنظام الطاقة الشمسية الخاص بنا يجب أن نعرف أولا ما هي مواصفات البطاريات. ومن أهم هذه المواصفات نذكر:
-الجهد الكهربائي :
و هو من أهم مواصفات البطاريات و أشهرها ويعرف كذلك بفرق الجهد الكهربائي او القوة الكهربائية الدافعة او الفولتية. و الجهد الكربائي هو الفرق في قيمة الطاقة الكهربائية (الكمون الكهربائي) بين قطبي البطارية. كما يعرف كذلك على أنه القوة الدافعة للالكترونات من القطب السالب الى القطب الموجب.الوحدة المستعملة لقياس الجهد الكهربائي هي الفولط. و افضل طريقة لفهم الكهرباء هي مماثلته بالماء.فالجهد الكهربائي يمكن أن نمثله بارتفاع مستوى الماء أو بالضغط كما توضح أكثر الصور التالية:


من أكثر البطاريات شيوعا نذكر بطاريات الرصاص (Plomb او Lead-acid) و جهدها الكهربائي عادة 12 فولط (6 عناصر).
-جهد الشحن :
و هي تمثل أقل قيمة جهد كربائي لازمة لشحن البطارية . كمثال فإن بطاريات البلومب ذات جهد 12 فولط تستوجب جهد شحن يتراوح بين 13.2 و 14.4 فولط لشحنها بطريقة جيدة.
-قدرة البطارية أو CAPACITY :
القدرة (capacity) هي من أهم مواصفات البطاريات. فهي القيمة التي نبحث عنها عند القيام بحساب بطاريات الطاقة الشمسية. وهي تمثل كمية الطاقة التي يمكن تخزينها في البطارية. لذلك يمكن أن نسميها سعة البطارية. وحدة قياس قدرة البطارية هي Ah اي حاصل ضرب التيار المستخدم (بالامبير) في الوقت اللازم لتفريغ البطارية (بالساعة).
و يجب أن نعلم كذلك أن درجة الحرارة تأثر على قدرة البطارية. فقدرة البطارية تكون أفضل في فصل الصيف من فصل الشتاء. و ذلك لان التفاعلات الكيميائية عادة تكون اسرع عند ارتفاع درجة الحرارة. يمكن أن نعرف قدرة البطارية بأنها قدرتها على نقل قيمة محددة من التيار في ظرف ساعة. فمثلا لو أخذنا بطارية ذات قدرة 50AH و ربطناها بجهاز يستهلك 50A من التيار هذا يعني ان المدة اللازمة لافراغ البطارية من الطاقة هي ساعة واحدة. ماذا لو ربطنا نفس البطارية مع جهاز كهربائي يستهلك 25A. في هذه الحالة الوقت اللازم لتفريغ البطارية هو : 50 / 25 = 2 ساعة. طبعا هي الطريقة غير دقيقة 100 % لان مدة افراغ البطارية مرتبطة بنوع البطارية و لان قيمة القدرة التي حددها المصنع للبطارية هي خاصة بظروف تجريبية معينة كالحرارة و تيار المستهلك. و عادة هذه الحرارة التجريبية تكون قيمتها 25 درجة و مدة افراغ الشحن التجريبية تكون 20 ساعة.
-معدل التفريغ (DISCHARGE RATE) :
معدل التفريغ أو ما يسمى كذلك معدل سي (C Rate) للتفريغ يمثل الحد الأقصى للتيار الذي يمكن للبطارية أن تنقله. و ليتضح الحال فلنطبق ذلك على مثالنا السابق للبطارية ذات قدرة 50AH. و لنفرض أن معدل التفريغ لهذه البطارية هو 1C. في هذه الحالة التيار الاقصى الذي يمكن أن تنقله البطارية هو 50A اي ان الجهاز المستقبل (المتصل مع البطارية) لا يستطيع أن يستهلك اكثر من 50A. اما إذا كان معدل التفريغ لهذه البطارية هو 2C فإن اقصى تيار يمكن لهذه البطارية هو 100A. اي اننا نضرب القدرة في عدد معدل التفريغ. لكن طبعا اذا زاد استهلاك التيار نقصت مدة تفريغ البطارية كما راينا في الفقرة السابقة. ففي حالة استهلاك 100A من نفس البطارية 50AH ستكون مدة التفريغ 50 / 100 = نصف ساعة.
-معدل الشحن (CHARGE RATE) :
معدل الشحن او معدل سي للشحن (max charge C Rate) يمثل الحد الأقصى للتيار الذي يمكن تشحن به البطارية. فمثلا لو كان معدل الشحن الأقصى لبطاريتنا ذات قدرة 50AH هو 1C اذن هذا يعني اننا لا نستطيع شحنها باكثر من 50A. و في هذه الظروف ستكون مدة الشحن هي ساعة واحدة. يجب أن نعرف أن الشحن البطيء بتيار ذو قيمة منخفضة يساعد على الابقاء على عمر البطارية بالاضافة الى انه يحسن كفاءة الشحن. و إن معدل الشحن الجيد لاغلب البطاريات هو C/10 او 0.1C اي اصغر من قدرة البطارية بعشر مرات في مثالنا التيار الجيد للشحن هو 5A. لكن هذا المعدل وصل الى C/500 في بعض البطاريات الحديثة.
-عمق تفريغ الشحن الاقصى (DOD) :
هناك بعض انواع البطاريات التي لا يمكنها إخراج كل الطاقة المخزونة بداخلها, مثل بطاريات lead-acid. ومن هنا اتى تعريف عمق تفريغ الشحن (Depth Of Discharge) و هو يمثل النسبة المائوية من سعة او قدرة البطارية التي يمكن استعمالها بدون ضرر البطارية طبعا. فمثلا بطاريات Lead-Acid القديمة لا يمكنها تحمل تفريغ شحن كبير لذلك ظهر فرع جديد من هذه البطاريات يسمى ببطاريات تفريغ الشحن العميق Deep cycle battery. وهذه البطاريات يتراوح عمق تفريغ شحنها بين 45 الى 75 بالمائة و ذلك حسب معطيات الصانع (حسب ويكيبيديا). لذلك عندما نحسب المدة اللازمة لتفريغ البطارية يجب ان نضرب النتيجة في 0.6 مثلا اذا كنا نستمل بطارية lead-acid.
ولهذا السبب لا يمكننا استعمال البطاريات العادية كبطاريات السيارة في نظام الطاقة الشمسية فهي غير مصممة لتحمل افراغ شحن عميق.و إن ركبناها في نظام الطاقة الشمسية فإنها لن تدوم كثيرا لان عدد دورات الحياة الاقصى (عدد مرات افراغ الشحن الاقصى قبل انتهاء عمر البطارية) قليل في حالة البطارية العادية.
في الصور التالية لاحظ تغير عدد دورات الحياة مقارنة بنسبة افراغ الشحن DOD لانواع بطاريات مختلفة.
هذا الجدول يبين الفرق الواضح في عدد دورات الحياة بين بطاريات Lead-acid العادية او تسمى ايضا بطاريات البداية (Starter battery) و بين بطاريات افراغ الشحن العميق Deep-cycle battery. الشيء الثاني الذي يمكن ملاحظته من هذا الجدول هو نقصان عدد دورات الحياة مع زيادة نسبة تفريغ الشحن.



هذا الجدول الثاني يبين تغير عدد دورات الحياة مقارنة بنسبة افراغ الشحن لدى بطاريات Ni-Mh و بطاريات Li-ion



هذا المنحنى يبين تغير عدد دورات حياة احد البطاريات مع تغير نسبة افراغ الشحن DOD


بعض انواع بطاريات الطاقة الشمسية, محاسنها و مساوئها
بطاريات الرصاص LEAD ACID المفتوحة FLA
سميت بهذا الإسم لأن فيها سائل يجب تغييره كل فترة معينة (كبطاريات السيارة). و هذا النوع من البطاريات هو الأقدم و الأكثر استعمالا. وكما قلنا سابقا يجب التفريق بين بطاريات البداية او الانطلاق Starter battery و بطاريات افراغ الشحن العميق Deep-cycle battery المناسبة لنظام الطاقة الشمسية. تتراوح قدرة البطاريات المفتوحة الخاصة بالطاقة الشمسية بين 100 و 500 AH. وعمرها قد يصل الى 10 سنوات.
بطاريات الرصاص العازلة للماء (المغلقة) VRLA
هذا النوع من بطاريات الطاقة الشمسية شبيه بالنوع الأول إلا أنه لا يستحق تغيير اي سائل اي انه لا يستحق صيانة. و ينقسم هذا النوع بحد ذاته الى ثلاثة انواع أخرى وهي :Gel , Wet و Agm.
ان المحاسن الرئيسية لبطاريات الرصاص بنوعيها هي كالآتي:
-طول عمرها المفترض
-نتيجة الجودة/السعر جيدة. اي السعر جيد مقارنة بالجودة.
-لا تستحق هذه البطاريات صيانة كبيرة او لا تستحقها اطلاقا مع البطاريات العازلة.
-بامكانها ان تشحن بتيار ضعيف
-يمكنها ان تقاوم درجات الحرارة الخارجية بشكل جيد.
و مع هذه الايجابيات لبطاريات الرصاص يجب اخذ هذه الاحتياطات اللازمة للمحافظة عليها :
-تجنب الشحن الزائد للبطاريات و تجنب تتجاوز نسبة تفريغ الشحن النسبة القصوى التي حددها الصانع. و هذا هو دور منظم الشحن كما ذكرنا في الدرس السابق من هذه الدورة.
-عند تخزين هذا النوع من البطاريات في حال عدم استخدامها يجب أن تكون مشحونة بالكامل. و ذلك عن طريق شحنها كل ثلاثة أو ستة اشهر. و ذلك للحفاظ عليها من التلف.
بطاريات النيكل والكادميوم NI-CD و بطاريات النيكل و هيدريد المعادن NI-MH
هذان النوعان من بطاريات الطاقة الشمسية متشابهان و تتشاركان في بعض المحاسن و المساوئ. و من محاسن هذه البطاريات المشتركة:
-توفرها بقدرات صغيرة و باشكال مختلفة. قدرتها تتراوح بين 30mAh و 2000mAh.
-حجمها اصغر من حجم بطاريات الرصاص (مقارنة بقدرة موحدة).
-متوفرة بقيم مختلفة للجهد الكهربائي: 2.4 فولط, 3.6 فولط, 4.8 فولط, 12 فولط …
-تقاوم ارتفاع درجات الحرارة بكيفية جيدة جدا.
لكن من مساوئ هذا النوع من بطاريات الطاقة الشمسية نذكر:
-لديها افراغ شحن تلقائي
-شحنها صعب في دراجات الحرارة تقل عن 0 درجة.
-لديها خاصية تسمى بأثير الذاكرة Memory effect. و هذا يعني ان هذه البطاريات لو اعتادت على تفريغ شحنها الى نسبة 25% مثلا من جملة سعتها لمدة زمنية معينة ستظن ان سعتها الجملية هي 75% فقط, اي اننا خسرنا 25% من سعة البطارية.
بطاريات الليثيوم LI-ION
تستعمل بطاريات الليثيوم اليوم في الكثير من الاجهزة المحمولة كالحواسيب المحمولة و ذلك بسبب صغر حجمها و خفة وزنها مقارنة بسعتها. و لذلك تستعمل في السيارات الكهربائية التي لا تحبث الوزن الثقيل. و من مميزات هذه البطارية كذلك أنها سريعة الشحن. لكن رغم ذلك فإن هذا النوع من البطاريات لا يعتبر متأقلما بدرجة كبيرة مع نظام الطاقة الشمسية, وذلك لأنها تستوجب طريقة شحن دقيقة جدا. أي أنها لا تستطيع التأقلم مع التيار المتغير بشدة الذي تولده الألواح الشمسية.
بالإضافة إلى ذلك فإن بطاريات الليثيوم معروفة بالأضرار التي تستببها في حالة تجاوزها للحد الأقصى لشحهنها المسموح. و هذا يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارتها أو انفجارها في بعض الأحيان. لهذا السبب فإن استعمال منظم شحن ذو جودة عالية مع بطاريات الليثيوم في نظام الطاقة الشمسية أمر لا غنى عنه. خاصة و أن الجهد المتأتي من الألواح عادة ما يتجاوز بكثير جهد شحن البطاريات.
طريقة اختيار بطاريات الطاقة الشمسية مقارنة بمميزاتها و ثمنها
من الصعب أن تجدوا هذه الطريقة السحرية و العجيبة في مكان آخر. لأنها ببساطة طريقة خاصة بمدونة العلوم سبيلنا  . تسمح لكم هذه الطريقة بعمل تقييم لاي بطارية بعملية حسابية بسيطة بدون أخذ نوعية البطارية بعين الإعتبار. هذا التقييم يأخذ بعين الاعتبار خمس معلومات عن البطارية: ثمنها و كفائتها و سعتها بال KWH و عدد دورات حياتها و نسبة تفريغ الشحن الخاص بها DOD.
سعة البطارية بال KWH نحصل عليه عن طريق ضرب قدرتها (AH) في جهدها (مثلا 12 فولط).
كفاءة البطارية تسمى أيضا كفاءة الجولة او كفاءة الشحن و التفريغ (Roundtip efficiency) وهو مصطلح يستعمل مع خزانات الطاقة. و تعتبر قيمة كفاءة البطاريات جيدة مقارنة بخزانات الطاقة الأخرى فهي تتراوح عادة بين 75% و 95% .
تقييم البطارية يكون عن طريق هذه العملية الحسابية البسيطة:
التقييم= (الكفاءة*DOD*عدد الدورات*سعة البطارية (KWH)) / ثمن البطارية
فلنطبق هذه العملية على البطاريتين التاليتين:
بطارية 1 : كفاءة: 92 بالمائة , DOD يساوي 50 بالمائة , عدد الدورات مع هذا الDOD يساوي 2000 دورة, سعتها: 7KWH. وثمنها 3000 دولار.
بطارية 2 : كفاءة: 80 بالمائة , DOD يساوي 50 بالمائة , عدد الدورات مع هذا الDOD يساوي 3000 دورة, سعتها: 8.2KWH. وثمنها 3100 دولار.
تقييم البطارية 1 = (0,92 * 0.5 * 2000 * 7) / 3000 = 2.14
تقييم البطارية 2 =(0.8 * 0.5 * 3000 * 8.2) /3100 = 3.17
اذن في هذه الحالة البطارية رقم 2 هي الافضل من ناحية السعر و قدرتها الطاقية فقط.
حساب سعة بطاريات الطاقة الشمسية
حساب سعة بطاريات الطاقة الشمسية او قدرتها بال AH هو من اسهل حسابات نظام الطاقة الشمسية. فكل ما علينا فعله هو تطبيق العملية الحسابية التالية:
قدرة البطاريات اللازمة= (الطاقة المستهلكة * ايام العمل الذاتي) / (كفاءة البطارية*DOD*جهد البطارية الاجمالي)
الطاقة المستهلكة هي الطاقة التي يستهلكها المنزل في اليوم الواحد. في مثالنا في درس الالواح الشمسية من هذه الدورة هذه الطاقة مساوية ل 8000 WH في اليوم.
نقصد بأيام العمل الذاتي عدد الايام التي نريد ضمان وجود الطاقة فيها حتى في حالة عدم وجود شمس. أي عدد الأيام التي بإمكان البطاريات ان تزود فيها المنزل بالطاقة بمفردها.
لنواصل حساب مثالنا السابق و لنفرض أننا نريد أن نكون بطارية بجهد 24 فولط و نريد ثلاثة أيام من العمل الذاتي. و لنفرض أن كفاءة البطارية التي سنركبها هي 92 بالمائة و أن عمق إفراغ الشحن فيها DOD هو 70 بالمائة. إذن قدرة البطارية ستكون كالآتي:
سعة البطارية = (8000*3)/(0.92 * 0.7 * 24)= 1553 AH اي قرابة 37 KWH
ان اختيار جهد البطارية الاجمالي مرتبط بمنظم الشحن كما رأينا في الدرس السابق و مرتبط كذلك بالجهد الداخل الذي يتحمله الانفرتر كما سنرى في الدرس القادن إن شاء الله. لكن هذا الجهد عادة ما يكون 12 , 24 , 48 او 60 فولط.و كلما زادت الطاقة المستهلكة من المستحسن ان نزيد الفولتية حتى ننقص من قوة التيار و لا يصير كبيرا جدا. فكما راينا في درس منظم الشحن فقد وصل التيار الى 75 امبير. و ذلك رغم أننا فرضنا ان جهد البطاريات 24 فولط, فماذا لو كانت 12 فولط فقط.
توصيل بطاريات الطاقة الشمسية: بالتسلسل أم بالتوازي
إن تركيب البطاريات شبيه تماما بتركيب الألواح الشمسية كما سبق و ذكرنا. فإن أردنا أن نزيد من الجهد نقوم بتوصيل البطاريات بالتساوي. و إن أردنا أن نزيد من التيار أو القدرة نزيد عدد البطاريات المركبة بالتوازي. و إن أردنا زيادتهما معا نقوم بالتوصيل المزدوج ( بالتوازي و التسلسلل معا). أي أننا نتحكم بالجهد و القدرة كما نشاء. لاحظ في الصورة التالية تغير الجهد(V) الو القدرة (AH) مع نوع من أنواع توصيل البطاريات.





في هذه الصورة لدينا أربع بطاريات ذات جهد 12 فولط و قدرة 100 AH . في أقصى يمين الصورة قمنا بتوصيل البطاريات بالتسلسل و هذا ما أدى إلى زيادة الجهد و المحافظة على قيمة القدرة. فصارت قيمة الجهد 4*12 = 48 فولط. و في أقصى يسار الصورة قمنا بتوصيل بطاريات الطاقة الشمسية بالتوازي. فحافظنا بالتالي على الجهد 12 و فولط و زدنا في قيمة القدرة: 100 * 4 = 400 Ah. و في المثال المتبقي قمنا بتوصيل البطاريات بطريقة مزدوجة. اي اننا قمنا بعمل سلسلتين كل واحدة منهما متكونة من بطاريتين, و هذا ما زاد الفولتية إلى 24 فولط. ثم قمنا بعد ذلك بربط السلسلتين بالتوازي و هذا ما ادى زيادة القدرة فصارت 200 AH.
ملاحظة: يمكننا نظريا أن نقوم بتوصيل البطاريات كما نشاء. لكن تطبيقيا يجب أن نحاول أن لا نقوم بتوصيل أكثر من سلستين من البطاريات بالتوازي لأن هذا يؤدي الى استعمال غير متساو للبطاريات.حيث أن البطاريات التي في الوسط ستسعمل أقل من البطاريات التي في الاطراف. وهذا يسبب تفاوت في أعمار البطاريات. أما في السلسلتين يمكننا أن نختار العدد الذي نريده من البطاريات المتسلسلة.

ارجو أن يكون هذا الدرس واضحا و مفهوما للجميع. ولا تبخلوا بالتعليق إن كان لديكم أي استفسار أو إضافة. لا تنسونا من صالح الدعاء.


منظم شحن الطاقة الشمسية او مايسمى كذلك المعدل الشمسي له وظيفة رئيسية كما يبين إسمه .و هي تنظيم شحن البطاريات. فهو يحرص على عدم حصول الشحن الزائد للبطاريات, حيث يقوم بقطع التيار عن البطاريات في حال وصولها الى مستوى معين من الشحن لا يصل الى 100% . و بهذه الطريقة يحافظ على سلامة البطاريات.بالاضافة الى ذلك فإن ال charge controller او المعدل الشمسي يقوم بتعديل الطاقة المتأتية من الالواح الشمسية بكيفية تسمح للبطاريات باخذ ما تستحقه من الجهد ومن التيار.بل اكثر من ذلك هناك انواع تعمل على تحسين اداء الالواح الشمسية و ذلك بجعلها تستخدم طاقتها القصوى.



انواع منظم الشحن :

هناك نوعان رئيسيان من منظمات شحن الطاقة الشمسية و هما

 منظم الشحن MPPT و منظم شحن PWM 
و سنتحدث عنهما اكثر في الفقرات التالية لنعرف الفرق بينهما و ايهما نختار.


منظم الشحن PWM او (PULSE WIDE MODULATION)


منظم الشحن PWM يقوم بتقليص الجهد المتأتي من الألواح الشمسية لتحويله إلى الجهد المناسب لشحن البطاريات و هذا ما يتسبب في فقدان بعض الطاقة و تقليل كفاءة النظام. وهذه أهم عيوب منظم الشحن PWM . قيمة الكفاءة الضائعة مع هذا النوع من منظمات الشحن مرتبطة بالفرق بين قيم الجهد في الالواح الشمسية و البطاريات.و ميزة منظم الشحن PWM هي ان ثمينه رخيص مقارنة بالنوع الثاني MPPT. لذلك توجد حالات يمكن أن نختار فيها هذا النوع رغم قلة كفائته مقارنة بالنوع الآخر كما سنرى لاحقا.


منظم الشحن MPPT او (MAXIMUM POWER POINT TRACKING)




منظم شحن MPPT متطور على منظم PWM من ناحية الكفاءة. فهو يستغل الطاقة القصورى للالواح الشمسية. فهذا المنظك يأخذ الجهد المناسب لافضل كفاءة للنظام مهما اختلف الطقس واختلفت قيمة الاشعاع الشمسي.ففي الماضي كان يتوجب تقريب الجهد الذي تولده الالواح الى جهد البطاريات لتحسين الكفاءة. أما مع منظمات شحن MPPT فلا داعي لذلك فهي كما يوضح اسمها تتبع نقطة الطاقة القصوى. لكن كما ذكرنا فان سعر منظم MPPT اعلى من سعر منظم PWM. الآن و بعد أن ذكرنا مميزات و عيوب كل منظم شحن كيف نعرف اي نوع نختار لنظامنا الشمسي منظم MPPT ام منظم PWM ؟
بصفة عامة المنظمات من نوع PWM تستعمل في حالات الطاقات الصغيرة اما المنظمات من نوع MPPT فيمكن استعمالها في حالات توليد طاقة كبيرة. و يمكن استعمال منظم PWM كذلك في الحالات التي يكون فيها الفرق بين الجهد الذي تولده الالواح و جهد البطاريات طفيفا. ففي هذه الحالة لا تنقص الكفاءة كثيرا. انظر الجدول التالي حول اختيار نوع المنظم:


الخانة على اليمين فيها عدد الخلايا المستعملة في اللوح الشمسي و جهد البطاريات المستعمل و في الخانة على اليسار نجد نوع منظم الشحن المناسب. و الآن سنأخذ امثلة للجهد المقدر و جهد الدائرة المفتوحة الذي تولده الالواح الشمسية مقارنة بعدد الخلايا الشمسية.

30 خلية شمسية –> الجهد المقدر 12V –> جهد الدائرة المفتوحة 18V

36 خلية شمسية –>الجهد المقدر 12V –> جهد الدائرة المفتوحة 21V

48 خلية شمسية –>الجهد المقدر 18V –> جهد الدائرة المفتوحة 30V

54 خلية شمسية –>الجهد المقدر 18V –> جهد الدائرة المفتوحة 33V

60 خلية شمسية –>الجهد المقدر 24V –> جهد الدائرة المفتوحة 36V

72 خلية شمسية –> الجهد المقدر 24V –> جهد الدائرة المفتوحة42V

120 خلية شمسية –> الجهد المقدر 48V –> جهد الدائرة المفتوحة 72V
120 خلية شمسية –> الجهد المقدر 48V –> جهد الدائرة المفتوحة 84V
طبعا هذه المعطيات تقريبية. و الاصل هو أن ننظر إلى معطيات صانع اللوح الشمسي.في الفقرة التالية سنرى كيف نقوم بحسابات منظم شحن الطاقة الشمسية كي تساعدنا على اختيار منظم بالخصائص المناسبة.
حساب بعض خصائص منظم شحن الطاقة الشمسية
حساب تيار الحمل (يستعمل عادة لاختيار نوع MPPT)
تيار الحمل أو load current هو أهم خاصية يجب أن نعرفها عند اختيار منظم الشحن charge controller. فكل منظم شحن له تيار حمل أقصى يمكنه تحمله. لذلك علينا أن نقوم بحساب تيار الحمل الخاص بنظامنا الشمسي ثم نقوم باختيار منظم شحن يحمل نفس قيمة ال load current التي سنحسبها أو أكبر منها.هذه الخاصية تسمى أيضا تيار الشحن, لأن هذا التيار خارج من المنظم وذاهب الى البطاريات.
ومن أجل حساب هذه القيمة نقوم بالعملية الحسابية التالية:
تيار الشحن= الطاقة الجملية المولدة من الالواح الشمسية/جهد البطاريات الجملي
حسنا فلنطبق هذه القاعدة على مثال الدرس السابق حول الالواح الشمسية و لنفترض أن البطاريات التي سنشحنها تحمل جهد اجمالي بقيمة 24 فولط.وكما راينا في الدرس السابق فان الطاقة الاجمالية التي تولدها الالواح هي 8.8 kwh .لو فرضنا أن الشمس تظهر 5 ساعات في اليوم فقط اذن الطاقة المولدة في الساعة هي 5/8.8= 1.76 kw اي 1760 واط .
اذن في حالتنا تيار الشحن= 1760 / 24 =73 امبير
بالامكان ان نحسب الطاقة المولدة من الالواح بطريقة اخرى ادق: الطاقة المولدة=طاقة اللوح الواحد* عدد الالواح المستعملة
في حالتنا الطاقة المولدة= 150*12= 1800 واط . اذن تيار الشحن=1800 / 24 = 75 امبير.
لا ننسى ان نضرب النتيجة التي و جدناها في عامل حماية قدره 1.25 فنتحصل على 75 * 1.25 =93.75 امبير.
اذن تيار الحمل load current الخاص بمنظم الشحن يجب أن يكون مساوا او اكبر من 93.75 A.
حساب التيار الداخل الى منظم الشحن من الالواح الشمسية
من اجل خساب هذا التيار سنستعمل احد خاصيات اللوح الشمسي وهي Short Circuit Current و يرمز لها ب Isc 
قيمة التيار الداخل الى منظم الشحن= Isc *عدد الالواح المركبة بالتوازي*1.25
فلو فرضنا ان قيمة Isc is هي 8 امبير و ان عدد الالواح المركبة بالتوازي هو 2 اذن النتيجة ستكون كالآتي
8*2*1.25= 20 امبير
من خصائص منظم شحن الطاقة الشمسية نذكر كذلك جهد او جهود البطاريات التي يقدر على شحنها وهي عادة تساوي 12 او 24 او 48 او 60 فولط تيار مستمر طبعا. و من خصائص ال charge controller كذلك قيمة الجهد القصوى التي يتقبلها من الالواح الشمسية و لحساب هذا الجهد نستعمل خاصية جهد الدائرة المفتوحة للالواح الشمسية او PV open circuit voltage و يرمز اليها ب Uoc. لذلك عند تركيب الالواح الشمسية يجب مراعاة عدم تجاوز الجهد الداخل للمنظم. و ما يزيد الجهد في الالواح هو التركيب على التوالى لها كما راينا في الدرس السابق. لكن في الوقت ذاته لا يجب تخفيض هذا الجهد كثيرا حتى لا يقل عن مستوى شحن البطاريات في حالات ضعف الاشعاع الشمسي. فلا يوجد منظم شحن في العالم يمكنه شحن بطاريات 12 فولط مثلا بجهد اقل من 12.اذن باختصار علينا ان نحاول مضاعفة عدد الالواح المتوازية قدر المستطاع بدون تجاوز حد المنظم و ذلك كي نتمكن من زيادة جهد البطاريات قدر المستطاع كي نخفض الاموبير و بالتالي نخفض من حجم الاسلاك.
كذلك الطاقة القصوى للالواح الشمسية التي يمكن لمنظم الشحن تجملها هي من الخصائص التي نجدها في منظم الشحن.
و أرجو أن تكون قادرين بعد نهاية هذا الدرس على اختيار منظم شحن الطاقة الشمسية المناسب لنظامكم الشمسي.لا تنسوا دعم الموضوع باستفساراتكم و إضافاتكم.