لوحة شمسية

اللوح الشمسي هو جهاز يحول الإشعاع الشمسي بشكل مباشر أو غير مباشر إلى طاقة كهربائية من خلال التأثير الكهروضوئي أو التأثير الكيميائي الضوئي عن طريق امتصاص ضوء الشمس.المادة الرئيسية لمعظم الألواح الشمسية هي "السيليكون".إنه كبير جدًا لدرجة أن استخدامه على نطاق واسع لا يزال به بعض القيود.

بالمقارنة مع البطاريات العادية والبطاريات القابلة لإعادة الشحن ، تعد الخلايا الشمسية منتجات صديقة للبيئة موفرة للطاقة وصديقة للبيئة.

الخلية الشمسية هي جهاز يستجيب للضوء ويحول الطاقة الضوئية إلى كهرباء.هناك أنواع عديدة من المواد التي يمكن أن تنتج تأثيرًا ضوئيًا ، مثل: السيليكون أحادي البلورية ، السيليكون متعدد البلورات ، السيليكون غير المتبلور ، زرنيخيد الغاليوم ، سيلينيد النحاس الإنديوم ، إلخ. مبادئ توليد الطاقة الخاصة بهم هي نفسها بشكل أساسي ، ويتم وصف عملية توليد الطاقة الكهروضوئية من خلال أخذ السيليكون البلوري كمثال.يمكن تخدير السيليكون البلوري من النوع P بالفوسفور للحصول على السيليكون من النوع N لتشكيل تقاطع PN.

عندما يصطدم الضوء بسطح الخلية الشمسية ، تمتص مادة السيليكون جزءًا من الفوتونات ؛يتم نقل طاقة الفوتونات إلى ذرات السيليكون ، مما يتسبب في انتقال الإلكترونات وتصبح إلكترونات حرة تتراكم على جانبي تقاطع PN لتشكيل فرق جهد ، عند تشغيل الدائرة الخارجية ، تحت تأثير هذا الجهد ، سيتدفق التيار عبر الدائرة الخارجية لتوليد طاقة خرج معينة.جوهر هذه العملية هو: عملية تحويل طاقة الفوتون إلى طاقة كهربائية.

1. توليد الطاقة الشمسية هناك طريقتان لتوليد الطاقة الشمسية ، الأولى هي طريقة التحويل الكهربائي الخفيف الحراري ، والأخرى هي طريقة التحويل المباشر للضوء الكهربائي.

(1) تولد طريقة التحويل بين الضوء والحرارة والكهرباء الكهرباء عن طريق استخدام الطاقة الحرارية الناتجة عن الإشعاع الشمسي.بشكل عام ، يقوم المجمع الشمسي بتحويل الطاقة الحرارية الممتصة إلى بخار وسط العمل ، ثم يقوم بتشغيل التوربين البخاري لتوليد الكهرباء.العملية السابقة هي عملية تحويل الضوء الحراري ؛العملية الأخيرة هي عملية تحويل حراري كهربائي ، وهي نفس عملية توليد الطاقة الحرارية العادية.تتمتع محطات الطاقة الحرارية الشمسية بكفاءة عالية ، ولكن نظرًا لأن تصنيعها في المرحلة الأولية ، فإن الاستثمار الحالي مرتفع نسبيًا.تحتاج محطة الطاقة الحرارية الشمسية 1000 ميجاوات إلى استثمار 2 مليار إلى 2.5 مليار دولار أمريكي ، ومتوسط ​​الاستثمار من 1 كيلو وات هو 2000 إلى 2500 دولار أمريكي.لذلك ، فهي مناسبة للمناسبات الخاصة صغيرة الحجم ، في حين أن الاستخدام على نطاق واسع غير اقتصادي اقتصاديًا ولا يمكن أن ينافس محطات الطاقة الحرارية العادية أو محطات الطاقة النووية.

(2) طريقة التحويل المباشر من الضوء إلى الكهرباء تستخدم هذه الطريقة التأثير الكهروضوئي لتحويل طاقة الإشعاع الشمسي مباشرة إلى طاقة كهربائية.الجهاز الأساسي لتحويل الضوء إلى كهرباء هو الخلايا الشمسية.الخلية الشمسية عبارة عن جهاز يقوم بتحويل طاقة ضوء الشمس مباشرة إلى طاقة كهربائية بسبب التأثير الكهروضوئي.إنه ثنائي ضوئي أشباه الموصلات.عندما تشرق الشمس على الثنائي الضوئي ، يقوم الثنائي الضوئي بتحويل طاقة ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية وتوليد الكهرباء.حاضِر.عندما يتم توصيل العديد من الخلايا في سلسلة أو بالتوازي ، يمكن أن تصبح مجموعة خلايا شمسية ذات طاقة خرج كبيرة نسبيًا.تعد الخلايا الشمسية نوعًا جديدًا واعدًا من مصادر الطاقة بثلاث مزايا رئيسية: الدوام والنظافة والمرونة.تتمتع الخلايا الشمسية بعمر طويل.ما دامت الشمس موجودة ، يمكن استخدام الخلايا الشمسية لفترة طويلة باستثمار واحد ؛والطاقة الحرارية وتوليد الطاقة النووية.في المقابل ، لا تسبب الخلايا الشمسية تلوثًا بيئيًا ؛يمكن أن تكون الخلايا الشمسية كبيرة ومتوسطة وصغيرة ، وتتراوح من محطة طاقة متوسطة الحجم تبلغ مليون كيلوواط إلى حزمة بطارية شمسية صغيرة لمنزل واحد فقط ، وهو ما لا مثيل له في مصادر الطاقة الأخرى.