انواع الخلايا الشمسية و الأسس العلمية لإختيار الخلايا المناسبة

انواع الخلايا الشمسية و الأسس العلمية لإختيار الخلايا المناسبة للمشاريع المختلفة و المنظومات الشمسية الكبيرة.[spacer height=”20px”]

كيف تعمل الخلايا الشمسية

كيف تعمل الخلايا الشمسية ربما تكون قد شاهدت آلات حاسبة بها خلايا شمسية وأجهزة لا تحتاج أبدًا إلى بطاريات وفي بعض الحالات لا تحتوي حتى على زر إيقاف.[spacer height=”20px”]

طالما أن هناك ضوءًا كافيًا ، يبدو أنها تعمل إلى الأبد. ربما تكون قد شاهدت أيضًا انواع الخلايا الشمسية المختلفة، ربما على لافتات طرق الطوارئ وصناديق الاتصال والعوامات وحتى في مواقف السيارات لتشغيل الأضواء.[spacer height=”20px”]

على الرغم من أن هذه الألواح الكبيرة ليست شائعة مثل الآلات الحاسبة التي تعمل بالطاقة الشمسية ، إلا أنها موجودة وليس من الصعب اكتشافها إذا كنت تعرف أين تبحث.[spacer height=”20px”]

في الواقع ، يتم استخدام الخلايا الكهروضوئية – التي كانت تستخدم في السابق بشكل حصري تقريبًا في الفضاء ، والتي تعمل على تشغيل الأنظمة الكهربائية للأقمار الصناعية منذ عام 1958 – أكثر فأكثر بطرق أقل غرابة.[spacer height=”20px”]

التكنولوجيا فى انواع الخلايا الشمسية

تستمر التكنولوجيا في الظهور في الأجهزة الجديدة طوال الوقت ، من النظارات الشمسية إلى محطات شحن السيارات الكهربائية.[spacer height=”20px”]

كان الأمل في حدوث “ثورة شمسية” يطفو على السطح منذ عقود – فكرة أننا يومًا ما سنستخدم جميعًا كهرباء مجانية من الشمس.[spacer height=”20px”]

هذا وعد حقيقي لأنه في يوم مشمس مشرق ، تصدر أشعة الشمس ما يقرب من 1000 واط من الطاقة لكل متر مربع من سطح الكوكب. إذا تمكنا من جمع كل هذه الطاقة من خلال انواع الخلايا الشمسية ، فيمكننا بسهولة تزويد منازلنا ومكاتبنا بالطاقة مجانًا.[spacer height=”20px”]

ففي هذه المقالة ، سوف نفحص الخلايا الشمسية لنعرف كيف تقوم بتحويل طاقة الشمس مباشرة إلى كهرباء. في هذه العملية ، ستتعرف على سبب اقترابنا من استخدام طاقة الشمس يوميًا ، ولماذا لا يزال لدينا المزيد من الأبحاث التي يجب القيام بها قبل أن تصبح العملية فعالة من حيث التكلفة.[spacer height=”20px”]

كيف يصنع السيليكون في الخلايا الشمسية

يحتوي السيليكون على بعض الخصائص الكيميائية الخاصة ، خاصة في شكله البلوري. تحتوي ذرة السيليكون على 14 إلكترونًا ، مرتبة في ثلاث أغلفة مختلفة. القذفتان الأوليتان – اللتان تحتويان على إلكترونين وثمانية إلكترونات على التوالي – ممتلئتان تمامًا.[spacer height=”20px”]

ومع ذلك ، فإن الغلاف الخارجي نصف ممتلئ فقط بأربعة إلكترونات فقط في انواع الخلايا الشمسية. ستبحث ذرة السيليكون دائمًا عن طرق لملء غلافها الأخير ، وللقيام بذلك ، فإنها ستشارك الإلكترونات مع أربع ذرات قريبة. يبدو الأمر كما لو أن كل ذرة تمسك بأيدي جيرانها ، باستثناء أنه في هذه الحالة ، لكل ذرة أربعة أيادي متصلة بأربعة جيران.

هذا ما يشكل البنية البلورية ، وقد تبين أن هذا الهيكل مهم لهذا النوع من انواع الخلايا الشمسية الكهروضوئية.

المشكلة الوحيدة هي أن السيليكون البلوري النقي . هو موصل ضعيف للكهرباء لأن أيًا من إلكتروناته لا يتحرك بحرية ، على عكس الإلكترونات الموجودة في الموصلات الأكثر مثالية مثل النحاس.

لمعالجة هذه المشكلة ، يحتوي السيليكون الموجود في الخلية الشمسية على شوائب – ذرات أخرى مختلطة عن قصد مع ذرات السيليكون . مما يغير طريقة عمل الأشياء قليلاً. عادة ما نفكر في الشوائب على أنها شيء غير مرغوب فيه ، ولكن في هذه الحالة .

السيليكون خلية شمسية

لن تعمل خليتنا بدونها. فكر في السيليكون مع ذرة الفوسفور هنا وهناك ، ربما واحدة لكل مليون ذرة سيليكون. يحتوي الفوسفور على خمسة إلكترونات في غلافه الخارجي ، وليس أربعة.

لا يزال يرتبط بذرات السيليكون المجاورة له ، ولكن بمعنى ما ، يحتوي الفوسفور على إلكترون واحد ليس لديه أي شخص يمسك بيده.

إنه لا يشكل جزءًا من رابطة انواع الخلايا الشمسية ، ولكن هناك بروتونًا إيجابيًا في نواة الفوسفور يثبته في مكانه.

عندما تُضاف الطاقة إلى السيليكون النقي ، على شكل حرارة على سبيل المثال ، يمكن أن يتسبب ذلك في تحرر عدد قليل من الإلكترونات من روابطها وترك ذراتها.

يتم ترك ثقب في كل حالة. هذه الإلكترونات ، التي تسمى الحاملات الحرة ، تتجول بشكل عشوائي حول الشبكة البلورية بحثًا عن ثقب آخر يسقط فيه ويحمل تيارًا كهربائيًا.

ومع ذلك ، هناك عدد قليل جدًا منهم في السيليكون النقي ، مما يجعلهم غير مفيدين جدًا.

لكن السيليكون النجس الذي تختلط فيه ذرات الفوسفور قصة مختلفة. يتطلب الأمر طاقة أقل بكثير للتخلص من أحد إلكترونات الفسفور “الإضافية” لدينا لأنها غير مرتبطة في رابطة مع أي ذرات مجاورة.

نتيجة لذلك ، تتحرر معظم هذه الإلكترونات ، ولدينا حاملات حرة أكثر بكثير مما لدينا في السيليكون النقي. تسمى عملية إضافة الشوائب عن قصد بالمنشطات ، وعند تناولها بالفوسفور ، يُطلق على السيليكون الناتج اسم N-type (“n” لكلمة سالبة) بسبب انتشار الإلكترونات الحرة.

خلايا الطاقة الشمسية

يعتبر السيليكون المخدر من النوع N موصلًا أفضل بكثير من السيليكون النقي.

الجزء الآخر من الخلية الشمسية النموذجية مخدر بعنصر البورون . الذي يحتوي على ثلاثة إلكترونات فقط في غلافه الخارجي بدلاً من أربعة ، ليصبح السيليكون من النوع P. فبدلاً من وجود إلكترونات حرة ، فإن النوع P (“p” للإيجابية) له فتحات حرة ويحمل الشحنة المعاكسة (الموجبة).

حل مشاكل الطاقة الشمسية في جميع انواع الخلايا الشمسية

ربما لا تثير فكرة العيش في أجواء عالم الطقس إثارة معظم الناس ، لكن هناك ثلاثة خيارات رئيسية يمكن أن تضمن استمرار امتلاكك للسلطة حتى لو لم تكن الشمس متعاونة. إذا كنت ترغب في العيش خارج الشبكة تمامًا .

ولكن لا تثق في الألواح الكهروضوئية الخاصة بك لتزويدك بكل الكهرباء التي ستحتاجها في أي وقت . يمكنك استخدام مولد احتياطي عندما تنخفض إمدادات الطاقة الشمسية.

يتضمن النظام المستقل الثاني تخزين الطاقة على شكل بطاريات. لسوء الحظ ، يمكن أن تضيف البطاريات الكثير من التكلفة والصيانة إلى نظام الطاقة الكهروضوئية . ولكنها حاليًا ضرورية إذا كنت تريد أن تكون مستقلاً تمامًا.

البديل هو توصيل منزلك بشبكة المرافق ، وشراء الطاقة عند الحاجة إليها وبيعها مرة أخرى عندما تنتج أكثر مما تستخدم. بهذه الطريقة ، تعمل الأداة بمثابة نظام تخزين لا نهائي عمليًا.

انواع الخلايا الشمسية المختلفة.

ضع في اعتبارك مع ذلك ، تختلف اللوائح الحكومية اعتمادًا على الموقع وتخضع للتغيير. قد يُطلب أو لا يُطلب من شركة المرافق المحلية المشاركة ، ويمكن أن يختلف سعر إعادة الشراء بشكل كبير.

ربما ستحتاج أيضًا إلى معدات خاصة للتأكد من أن القوة التي تتطلع إليها لبيع شركة المرافق متوافقة مع قوتها. السلامة هي أيضا قضية. يجب أن تتأكد الأداة من أنه في حالة انقطاع التيار الكهربائي في منطقتك .

فلن يستمر نظام الطاقة الكهروضوئية في تغذية خطوط الكهرباء التي يعتقد عامل الخط أنها ميتة. هذا وضع خطير يسمى الجزيرة ، ولكن يمكن تجنبه باستخدام عاكس مضاد للجزيرة – وهو أمر سنصل إليه قريبًا.

الطاقة الشمسية

الخلايا الشمسية و أسعار الخلايا الشمسية

انواع المولدات الكهربية