مبدأ عمل الخلايا الشمسية – جاوبني

مبدأ تشغيل الألواح الشمسية

تحتوي أشعة الشمس على الكثير من الفوتونات والطاقة ، وبفضل الطاقة المتجددة ، يتم تلبية احتياجات العالم من خلال التقدم الذي نشهده في عصرنا والقدرة على إنتاج الخلايا الشمسية واستخدام تحويل الطاقة الشمسية. طاقة.

يتم ذلك عن طريق الألواح الشمسية التي تحتوي على الكثير من الخلايا الكهروضوئية وفي هذا البرنامج التعليمي سوف نتعلم المزيد عن كيفية عمل الخلايا الشمسية.

معنى البطارية الشمسية

• هذا جهاز وجهاز يأتي في شكل خلايا مكدسة فوق بعضها البعض بسبب التأثير البصري للضوء.
  • يتم تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء ويسمى الخلايا الكهروضوئية أو الخلايا الكهروضوئية.
• هذه الخلايا مستخدمة منذ عقود ، منذ عام 1996 ، وتعمل عبر الأقمار الصناعية.
• تعمل هذه الخلايا الشمسية على تشغيل محطة الفضاء الدولية.
• تستضيف إسبانيا حاليًا أكبر محطة للطاقة الشمسية بسعة حوالي 23 ميجاوات.
• تخطط إسبانيا لبناء أكبر محطة للطاقة في العالم بطاقة حوالي 154 ميغاواط ، تعمل بألواح شمسية.
• في الأيام الأولى لإنتاجها ، كانت تسمى الخلية الشمسية ، سواء كانت ضوئية أو كهروضوئية ، بالخلية الشمسية حتى يكون لها معنى آخر.

لمزيد من الصحافة التعليمية: ما هي الأدوات التي تحول ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية؟

مبدأ تشغيل الألواح الشمسية

• توضع الخلايا الشمسية مباشرة تحت أشعة الشمس ثم تمتص هذه الخلايا ضوء الشمس.
  • وتحويلها إلى طاقة كهربائية يستفيد منها الناس في كثير من المجالات والأغراض.
• مما سبق نستنتج أن ضوء الشمس يعمل كبديل لما تفعله المولدات الكهربائية.
  • عندما تشرق الشمس وتحتوي هذه الأشعة على كمية كبيرة جدًا من الطاقة ، تتلقى الألواح الشمسية هذه الطاقة.
• تحتوي هذه الألواح على عدد كبير من الخلايا الشمسية التي تصطف بجانب بعضها البعض ، كما ذكرنا.
  • تتكون هذه العناصر في الغالب من السيليكون ، وهو أحد أشباه الموصلات.
• تستقبل هذه الخلايا الطاقة الشمسية ، ثم تبدأ في التحرك في عملية طرد وتشكيل مجال كهربائي.
  • يتم بعد ذلك إطلاق الإلكترونات من السيليكون أو مادة أشباه الموصلات وتجمع معًا كطاقة كهربائية لإنتاج الكهرباء بالتيار المستمر ، والتي يتم إنتاجها كيميائيًا في البطاريات.
• من خلال محول يسمى العاكس ، يتم تحويل الكهرباء الكيميائية Dc إلى كهرباء AC ، والتي تستخدم في الحياة اليومية.

أنواع الألواح الشمسية

حدثت تطورات في إنتاج الخلايا الشمسية ، ونتيجة لذلك تم تصنيع أنواع مختلفة من هذه الخلايا ، والتي تختلف عن بعضها البعض من حيث الكفاءة والاستخدام ومدة الصلاحية ، ومنها:

خلايا أحادية البلورية

• هذا النوع من الخلايا مصنوع من السيليكون.
• وتتميز هذه العناصر بكفاءة عالية وقدرتها على امتصاص الطاقة الشمسية من 11٪ إلى 16٪ ، وذلك بفضل الإشعاع القادم من الشمس ، والتي يمكن أن تصل قوتها إلى 1000 واط لكل متر مربع.
• كل متر مربع من هذه الخلايا قادر على إنتاج حوالي 110 واط.

خلايا متعددة البلورات

• وهي عبارة عن رقائق تم كشطها من بلورات السيليكون الأسطوانية ثم معالجتها كيميائيًا في الأفران لتحسين خصائصها الكهربائية.
• يتراوح هذا النوع من الخلايا من 9٪ إلى 13٪ من حيث الكفاءة.

ربما يعجبك أيضا:

الخلايا الليمفاوية

• يسهل تصنيع هذا النوع من التكنولوجيا والخلايا ، كما أن السيليكون الذي يحتويانه يكون في طبقات رقيقة على سطح زجاجي أو بلاستيكي.
• وتتراوح كفاءة هذه الخلايا من 3٪ إلى حوالي 6٪.
• هذا النوع من الخلايا مناسب للمناطق التي تتطلب 40 وات أو أقل.

أنظر أيضا: تطبيقات الألواح الشمسية

السيليكون في الخلايا الشمسية

• تحتوي ذرة السيليكون على 14 إلكترونًا ، والمدار الأول يمتد إلى إلكترونين ، والمداري الثاني يحتوي على ما يصل إلى ثمانية إلكترونات ، وهذه مدارات مستقرة.
• يوجد أربعة إلكترونات في المدار الثالث وهذا المدار غير مستقر ، لذلك يتطلب الأمر 4 إلكترونات مختلفة لإكمال المدار.
• ترتبط ذرة السيليكون بذرة أخرى من السيليكون لإبقائها مستقرة ، وينتهي بنا الأمر بما نسميه السيليكون البلوري.
• يعد السيليكون البلوري ضروريًا لعمل الخلية ، حيث يمنع وجود الإلكترونات الحرة ، مما يساهم في تكوين التيار الكهربائي بسبب الطاقة الشمسية.
• يتم تعديل ذرات السيليكون قليلاً لتلائم طريقة عمل الخلايا الشمسية ، ويتم حل هذه المشكلة عن طريق خلط السيليكون ببعض الشوائب ، مثل ذرة الفوسفور.
• تحتوي ذرة الفوسفور على 5 إلكترونات في مدارها الخارجي الأخير ، لذلك لا يمكنها الارتباط بذرات السيليكون المجاورة.
• وهناك إلكترون لا علاقة له به ، وبعض الإلكترونات تهرب وتترك وراءها فجوة نتيجة سقوط ضوء الشمس.
• تسمى هذه الإلكترونات الموجودة في الخلية الشمسية بالناقلات الحرة.
• السيليكون نوعان: السليكون السالب ويحتوي على الفوسفور كشوائب ، والسيليكون الموجب ، وهذا النوع يضاف إلى عنصر البورون الذي يحتوي على 3 إلكترونات في مداره الأخير.
• بناءً على ما سبق ، يتم تكوين مجال كهربائي ، ومن خلال هذا المجال ، يمكن للإلكترونات الحرة أن تتحرك بشكل موحد ، بحيث يمكن توليد تيار كهربائي ، يمكننا استخدامه.

أكبر مشاريع الألواح الشمسية

مشروع نور للطاقة الشمسية

• تعتبر محطة نور للطاقة ، الواقعة في دولة المغرب ، أكبر مشروع للطاقة الشمسية في العالم.
• منطقة أغادير التابعة لبلدية ورزازات ، في أكثر مناطق العالم إشراقًا ، تبلغ أيضًا 2635 كيلووات للمتر المربع في السنة.
• يجري العمل على تحويل مجمع 500 ميغاواط في ورزازات إلى حديقة شمسية تضم العديد من محطات الطاقة الشمسية بتقنيات مختلفة.
• يمكن أن تصل قدرة أول محطة لتوليد الطاقة في هذا المجمع إلى 160 ميجاوات ، وخلال ساعات الذروة المسائية ، يتم استخدام مصدر طاقة حراري لمدة ثلاث ساعات لتزويد الطاقة.
• وستعتمد شركة نور الثانية على 200 ميغاواط من تكنولوجيا الحوسبة المركزية وسبع ساعات من التخزين.
• مشروع نور الثالث هو مشروع شامل وصديق للبيئة بطاقة 150 ميغاواط.
• سيتم تطوير مشروع ثالث في مجمع ورزازات للطاقة الشمسية كجزء من التطورات المخطط لها.
• تغطي ثلاثة مشاريع نور مساحة 2500 هكتار ، وفي عام 2023 ستبدأ شركتا نور الثانية والثالثة في توفير الكهرباء للشبكة.

مشروع Long Yang Xia Dam للطاقة الشمسية

• تنتشر هذه الحديقة الشمسية على مساحة 25 كيلومترًا مربعًا بأربعة ملايين لوح شمسي.
• في فبراير 2017 ، أصبحت هذه الحديقة واحدة من أكبر مزارع الطاقة الشمسية في العالم ، وذلك بفضل حجمها الهائل و 850 ميغاواط من الطاقة.
• يقع مشروع حديقة الطاقة الشمسية في مقاطعة تشينغهاي ، الصين.
• تنتج هذه الحديقة 220 كهرباء في الساعة كل عام ، والتي يمكن أن تستخدمها 200000 أسرة.

استنتاج

• تم استخدام مبدأ الألواح الشمسية لعدة عقود ، وسبب انتشار هذه التكنولوجيا حديث تمامًا.
• ما لم تحقق الشركات كفاءة تحويل عالية وبالتالي خفضت تكاليف الإنتاج.
• بفضل الألواح الشمسية ، يتم إنتاج الكهرباء بأسعار تنافسية مقارنة بالطرق التقليدية لتوليد الكهرباء.

كما نوصي بما يلي: أسعار وأنواع الألواح الشمسية

في ختام صحافتنا التربوية حول مبدأ عمل الألواح الشمسية ، نتمنى أمام الله -تعالى- أن تحظى هذه المطبعة التعليمية بإعجابكم وأن نفيدكم ، ونطلب منكم مشاركة الصحافة التثقيفية حتى النهاية لنشرها. الفوائد والفوائد للجميع.

ظهرت المقالة مبدأ البطارية الشمسية – البرنامج التعليمي لأول مرة على Bryce Tutorial.