(العربية) طريقة توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية

Sorry, this entry is only available in Arabic. For the sake of viewer convenience, the content is shown below in the alternative language. You may click the link to switch the active language.

طريقة توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية


الشمس مصدر الضوء و الحرارة على الأرض و تعتبر أهم مصادر الحياة على الأرض و هى تجري في مدار محدد بدقة , حيث تدور الأرض حولها في مواقيت محددة بدقة يتم من خلالها حساب الزمن سواء خلال اليوم او خلال العام و الفصول و المظاهر الجغرافية و المناخية المرتبطة بها , و مع تطور التكنولوجيا لم تعد فائدة الشمس فقط الضوء و الحرارة و المساعدة في العمليات الطبيعية بل إستطاع الإنسان الإستفادة من تجميع الطاقة الشمسية و تحويلها الى كهرباء يستفيد بها في مجالات متنوعة و تعتبر الطاقة المستخرجة من الشمس من أفضل أنواع الطاقة من حيث الإستمرارية و النظافة فهي طاقة صديقة للبيئة .

 

فوائد و إستخدامات الطاقة الشمسية .

عرف إستخدام الطاقة الشمسية منذ العصور القديمة .

1- في البداية كانت الأستخدامات و الفوائد بسيطة حيث كانت تستخدم الشمس في تجفيف المحاصيل و تدفئة المنازل .
2- في العلوم قام أرشميدس بحرق الأسطول الروماني عن طريق تركيز أشعة الشمس على سفن الأسطول و ذلك عن طريق مجموعة كبيرة من الدروع المعدنية .
3- في عصر البابليين كانت نساء الكهنة تستخدم آية ذهبية مصقولة تعمل على تركيز الأشعة لإشعال النار .
4- قام العديد من العلماء بإستخدام الطاقة الشمسية في صهر المواد و في الطهي و توليد البخار و عملية تقطير المياه و تسخين المياه .
5- في أول القرن الماضي تم إنشاء اول محطة لتوليد الطاقة الشمسية في مصر و كانت تستخدم الطاقة في عمليات الري و منذ هذا الزمن تم تطوير إستخدامات الطاقة الشمسية و الخلايا الشمسة على مر السنين .

 

تحويل الطاقة الشمسية .

يتم تحويل الطاقة الشمسية الى نوعين : –
1- طاقة كهربائية .
2- طاقة حرارية .

الحديث اليوم على تحويل الطاقة الشمسية الى طاقة كهربائية و يعتمد هذا التحويل على آلية التحويل الكهروضوئية و في هذه الآلية يتم تحويل شعاع الضوء الى طاقة كهربائية عن طريق الخلايا الشمسية الكهروضوئية و يستخدم في الخلايا مجموعة من المواد التي تعمل على هذه الخاصية وهي مواد أشباه موصلات مثل السيلكون و الجرمانيوم , و قد أكتشفت هذه الظاهر في اواخر القرن التاسع عشر حيث وجد العلماء أن شعاع الضوء يعمل على تحرير الألكترونات في بعض أنواع المعادن و يقوم الضوء الأزرق بهذه الخاصية أكثر من الضوء الأصفر

 

الخلايا الكهروضوئية لتوليد لكهرباء .

الخلايا الكهروضوئية تتكون من طبقتين من أشباه النواقل او أشباه الموصلات غالبًا تكون من السيلكون أحدهما إيجابي و الثانية سلبي و بينهما وصلة فاصل و يغطي الخلية غطاء زجاجي و تتميز هذه الخلية بأنها قطعة واحدة , لا تستهلك طاقة و لا تلوث البيئة , و ذات عمر طويل , و لا تحتاج الى الكثير من الصيانة .

 

طريقة عمل الخلايا الشمسية

تتكون الخلية من شريحة رقيقة من السيلكون و هى السيلكون السالب و تحتوي هذه الشريحة على إلكترونات حرة في المدار الخارجي يوجد حول هذا المدار الحر إطار سيلكون موجب يحتوي هذه الإطار على فجوات موجبة و هنا عندما يسقط الضوء على الشريحة يكتسب الإلكترون طاقة زائدة ما يدفع الإلكترون الى التحرك مما يؤدي الى الإخلال بالتوازن بين الشريحتين الموجبة و السالبة , فيؤدي هذا الإختلال الى حدوث ما يعرف بفرق الجهد و يؤدي ذلك الى سريان التيار الكهربائي .

 

إستخدام الطاقة المولدة .

الطاقة التي يتم توليدها من هذه الخلايا الكهروضوئية هى طاقة مستمرة يتم تحويلها بإستخدام ( Onduleur ) الى تيار متناوب او متردد حيث يمكن إستخدامها في تشغيل الأجهزة او تخزينها في البطاريات .

 

هذه هي فكرة عمل الخلية الشمسة و لكن لا يتم توصيل خلية شمسية و احدة و إنما يتم عمل مصفوفة شمسية و التي تتكون من مجموعة من الألواح و اللوح يتكون من مجموعة من الخلايا داخل إطار واحد و تعمل هذه المصفوفة على إنتاج الطاقة الكهربائية بشكل كبير و كلما كبر او زاد حجم المصفوفة زادت كمية الطاقة الكهربائية المنتجة بشكل مستمر و عند توصيلها بمحول يقوم بتحويل التيار المستمر الى تيار متناوب او متردد صالح للإستخدام في الأغراض الكهربائية .