اختراعات واكتشافات

مكونات الخلايا الشمسية وأنواعها

مكونات الخلايا الشمسية وأنواعها

الطاقة الشمسية

تحتوي الخلايا الشمسية على رقائق رفيعة من مادة السيليكون تمتلك شحنة موجبة وشحنة سالبة، وعند تعرض الخلايا الشمسية لضوء الشمس تبدأ عملية توليد الطاقة الكهروضوئية، و تعتبر الشمس مصدر مهم للطاقة المتجددة ويومًا بعد يوم تزداد أهمية الخلية الشمسية، لما تمثله للمجتمع من مصدر مهم من مصادر الطاقة البديلة والموفرة، فالعالم كله يسعى للاستفادة من الطاقة الشمسية كي يحافظ على البيئة نظيفة وأمنة، فتم استغلالها في كل شيء بداية من الأقمار الصناعية في كبرى الشركات والمصانع حتى وصلت إلى البيوت لتقليل النفقات الكهربائية.

مكونات الخلايا الشمسية

  • تحتوي الخلية الشمسية على رقائق رفيعة من مادة السيليكون تمتلك شحنة موجبة وشحنة سالبة كل واحدة منها في جانب على حده وعند تعرضها لضوء الشمس تبدأ عملية توليد الطاقة الكهروضوئية.
  • تصنع الخلية الشمسية من مواد مختلفة، ومعظم هذه المواد وجوده في الطبيعة نادرا أو غير موجود مطلقا، لذلك تم تصنيع الخلية الشمسية من مادة السيليكون بسبب توفر هذا العنصر بكثرة.
  • استطاع العلماء دراسة عنصر السيليكون ومعرفة خواصه ومميزاته وإمكانية ملائمته لصناعة خليه شمسية.
  • فتتكون الخلايا الشمسية من مادة بلورية سميكة أو مادة لا بلورية رقيقة أو مواد مترسبة عبارة عن طبقات فوق الشرائح شبه الموصلة.
  • وتتكون أيضا من إطار من الألمونيوم يحيط بالخلية من الخارج. وأسلاك موصله، وفولتميتر وبطارية سائلة.
  • ومن مكوناتها أيضا عنصري الفسفور والبورون، فعنصر الفسفور يضاف إلى الجهة المقابلة للشمس، وعنصر البورون يضاف إلى الجهة المقابلة للأسفل.
إقرا أيضا:  ما هو جهاز كشف الكذب

أنواع الخلايا الشمسية

لا تقتصر الخلايا الشمسية على نوع واحد بل هناك عدة أنواع وهي:

-
  • هناك أنواع مختلفة من الخلايا الشمسية، وعامل الاختلاف لها هو ماده السيليكون المستخدمة في تصنيعها.
  • يوجد خلايا أحادية التبلور وتعتبر اعلى الخلايا كفاءة حيث أنها تولد 110-116 واط لكل متر مربع ويصل عمرها إلى 30 سنة وهي أكثرهم تكلفة حيث يتكون من بلورة سيليكون واحده تجعلها ذات كفاءة عإلىة
  • خلايا متعددة التبلور تتكون من رقائق السيليكون المعالجة بالحرارة، وليست من البلورات نفسها وتعالج بواسطة أفران تزيد من كفاءتها الكهربائية هذه الخلايا لديها قدرة عالية على امتصاص الأشعة الضوئية سطحها مغطي بمواد مضادة للانعكاس عمرها الافتراضي اقل من أحادية التبلور وتكلفتها اقل.
  • الخلايا الغير متبلورة أو الخلايا المورفية اقل أنواع الخلايا كفاءة، واقلها من حيث التكلفة والعمر نتيجة ترسب مادة السيليكون على وجه البلاستيك والزجاج، الذي يدخل في تصنيع الخلية لكنها تتميز بالمرونة وسهلة التركيب.
إقرا أيضا:  كيفية اختراع السخان الشمسي

استخدامات خلايا الطاقة الشمسية

مكونات الخلايا الشمسية وأنواعها
مكونات الخلايا الشمسية وأنواعها

من الجدير بالذكر أن أول استخدام للخلية الشمسية كان على القمر الصناعي فانجارد عام 1958 استخدمت كبديل للطاقة التقليدية المستعملة في القمر الصناعي ثم بعد ذلك توالت الاستخدامات والابتكارات التي جعلت الطاقة الشمسية من اهم مصادر الطاقة في العالم.

  • يتم استخدام الطاقة الشمسية في تسخين الماء وتسخين حمامات السباحة وتدفئة المنازل في فصل الشتاء.
  • كما أنها تستخدم في عملية التبريد كبديل للمبردات الكهربائية.
  • تستخدم أيضا في مجال الزراعة وتحلية المياه وضخ المياه.
  • وتوليد الكهرباء وتشغيل إشارات المرور الضوئية.
  • هواتف الطوارئ ومراوح الأسقف وفي المناطق النائية التي ليس بها كهرباء.
  • مجال الاتصالات عن بعد وشبكات الموبايل.
  • أجهزة التحكم في شحن البطاريات حتى لا تتلف مع سوء الاستخدام.

عيوب استخدام الخلايا الشمسية

  • الغبار المتراكم عليها الذي يكون سببًا في قلة كفاءة أجهزة الطاقة الشمسية لذلك تحتاج إلى تنظيف مستمر على فترات حسب طبيعة الجو والمكان.
  • عدم القدرة على الاستفادة من الواح الطاقة الشمسية ليلا حيث أنها تعمل بضوء الشمس فقط وتخزين الطاقة لاستعمالها ليلا امر شاق ومكلف.
  • سرعة تلف أجزاء الألواح التي تستعمل في تجميع الطاقة بسبب الأملاح الموجودة في الماء.
  • تعتمد في شدة تيارها على أشعة الشمس فاذا كانت أشعه الشمس ليست بالقوة الكافية يصعب إنتاج الطاقة اللازمة.
  • تكلفتها العالية جدا التي تسبب عبء على الدولة والمواطن مما يعمل كعائق في استخدامها.
  • من المهم معرفة أهمية الطاقة الشمسية في حياتنا، فهي تعتبر بديل مساعد لمصادر الطاقة التقليدية كالماء والرياح والبترول والغاز ومشتقاته، فكل هذه الأشياء قابله للنضوب، بسبب كثرة استخدامها.
  • ولكن الخلايا الشمسية تحول طاقة الأشعة الشمسية إلى كهرباء دون أن تسبب تلوث للبيئة وعمرها الافتراضي يتعدى ل 30سنة وتعد الخلايا الشمسية من أهم مصادر تزويد المركبات الفضائية والأقمار الصناعية بالطاقة اللازمة فالخلية الشمسية أصبحت الآن كبطارية.
إقرا أيضا:  من هو مخترع القنبلة النووية

المصادر والمراجع

السابق
استخدام الطاقة الشمسية في المنازل
التالي
الاعتكاف النبوي في رمضان