كيفية تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية

كيفية تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية، حيث أن الشمس واحدة من الطاقة الموزعة على سطح الأرض وتكون على شكل ضوء أو إشعاعات أخرى، حيث يتم الاستفادة من الطاقة المرسلة وذلك يتم عن طريق تجميع الضوء المشع، ويتم تحويله إلى حرارة أو كهرباء ويتم ذلك عن طريق التحويل الكهروضوئي، حيث أنها هي عبارة عن قدرة المادة وعلى قذف الإلكترونات عندما يتم إشعاع الضوء عليها، حيث أن تلك العملية يتم استخدامها في الخلايا الشمسية.

تعريف الخلايا الشمسية

  • وبما أن الخلايا الشمسية هي عبارة عن أداة يتم عن طريقها تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية، حيث أن التحويل الكهروضوئي، يتم عن طريق مبدأ عمل الخلايا الشمسية حيث  أن الخلايا الشمسية تحتوي على مادة السيليكون  وهي مادة مؤصلة تلملم بعض خصائص المعادن  وبعض خصائص المواد العازلة، حيث يتم نقل الطاقة من الفوتونات  جزئيات من ضوء الشمس  إلى إلكترونات ذرات السيليكون التي توجد في الخلايا الشمسية عندما يتم تصادم الفوتونات بها، حيث تتحرر التي توجد في المدار الأخير  للسليكون  والتي يترتب عليها تكوين اختلال توازن كهربائي في الخلية الشمسية، حيث يمكن أن يتم حل الاختلال في التوازن الكهربائي في الخلية الشمسية عن طريق التكوين الداخلي الخاص بذرة السيليكون.

شاهد أيضًا: بحث عن الطاقة المتجددة والغير متجددة ومصادرها وصورها

كيفية الاستفادة من الطاقة الشمسية

  • وقد تم الاستفادة من الطاقة الشمسية في أضواء الشوارع حيث يتم الاستفادة من أشعة الشمس في النهار عن طريق شحن بطاريات الخلايا ليتم تشغيل الضوء في الليل، وتستخدم في ثلاجات الأدوية واللقاحات، حيث يتم توفير تلك التقنية لكي يتم تمكين العاملين في مجال الرعاية الصحية في المناطق النائية التي لا يوحد بها كهرباء لكي تستخدم في إعطاء الأدوية لمن يستحقها.

طريقة عمل الخلايا الشمسية

  • تعمل الخلايا الشمسية عن طريق أن الخلية الشمسية تتكون من مادة السليكون وهي عبارة عن مادة موصلة لها بعض خصائص المعادن، وبعض من خصائص المواد العازلة، حيث يتم نقل الطاقة من الفوتونات والتي تكون جزيئات من ضوء الشمس إلى إلكترونات وهي ذرات السيليكون التي تتواجد في الخلايا الشمسية.
  • حيث أنها تنتج عن تصادم الفوتونات فتتحرر الفوتونات التي توجد في المدار الأخير للسيلكون، والتي تؤدي إلى تكوين اختلال توازن كهربائي يتم في الخلية الشمسية.

كيفية الاختلال التوازن الكهربائي

  • ويتم حل الاختلال في التوازن الكهربائي في الخلية الشمسية وذلك بسبب التكوين الداخلي لذرة السيليكون، حيث عندما يتكون ذرات السيليكون بداخل الخلية الشمسية بطريقة محكمة ينتج عنها نوعين من السيليكون منها ذرات السيليكون من نوع إن ذرات السيليكون السالبة هي التي تكون عبارة عن ذرات سيليكون تكون سالبة الشحنة، بسبب إنها تحتوي على إلكترونات إضافية، وذرات السيليكون من النوع بي وهي الذرات الموجبة والتي تكون عبارة عن ذرات سيليكون موجبة بسبب فقدها الإلكترونات وتترك ثقوب عليها.
  • حيث أن الإلكترونات السالبة من السيليكون من نوع إن تنتقل إلى الثقوب من نوع بي ليتم سد الثقوب، وذلك يجعل من السليكون من النوع بي يكون مشحون بشحنة سالبة، والسيلكون من نوع إن يكون مشحونًا بشحنة موجبة، وينتج عن ذلك تولد مجال مغناطيسي في الخلية الشمسية.
  • حيث أن الفوتونات يتم عن طريقها تحرير الإلكترونات من ذرات السيليكون، حيث أن المجال المغناطيسي يعمل على دفع تلك الإلكترونات في مسار منتظم ممل ينتج عنه تكون التيار الكهربائي.

شاهد أيضًا: طرق توليد الكهرباء من الحرارة

أنواع الخلايا الشمسية

الشمس هي واحدة من مصادر إنتاج الطاقة المنخفضة التكلفة، لذلك يتم تصنيع أنواع مختلفة من الألواح الشمسية عن طريق استخدام تقنيات متنوعة يتم عن طريقها توليد واستخدام وتخزين الطاقة الشمسية، ومن أنواع الخلايا الشمسية ما يلي:

الألواح الشمسية الكريستالية

  • وعي أقل سعرا من الألواح الشمسية أحادية البلورة، حيث أن كفاءتها أقل وعمرها أقصر.

الألواح الشمسية أحادية البلورة

  • وهي نوع من الألواح العالية التي تمتاز بالكفاءة الآلية وذلك نسبة إلى الألواح الأخرى، حيث أن تلك الخلايا تنتج كميات كبيرة من الطاقة على الرغم من أنها تقوم بشغل مساحة أقل لكن تكلفتها مرتفعة جًدا.

الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة

  • وهي نوع من الخلايا تتميز بسهولة صنعها كما أن سعرها منخفض جدًا، ولكن كفاءتها قصيرة.

الخلايا الشمسية البيولوجية

  • حيث أن تلك النوع من الخلايا تقوم بعملية التمثيل الضوئي في الطبيعة، كما أنها تحت الدراسة حيث أنها تطبق على أرض الواقع.

خلايا الكادميوم تيلورايد الشمسية

  • حيث أن تلك الخلايا تساعد على إنتاج الطاقة عن طريق استخدام كمية قليلة من الماء، ولكن هي تستخدم الكربون الضار بصحة الإنسان حيث يتم استنشاقه وتناوله.

الخلايا الشمسية البيولوجية

  • تلك الخلايا تقوم بمضاهاة عملية التمثيل الضوئي في الطبيعة، حيث أنها لا تزال تحت الدراسة ولم يتم تطبيقها حتى الآن على أرض الواقع.

الخلايا الكهروضوئية المركزة

  • حيث أن تلك الخلايا تقوم على توليد الطاقة بالطريقة التي تستخدم في الأنظمة الكهروضوئية التقليدية، ولكنها تتميز بأنها ذات كفاءة عالية.
  • ومن الجدير بالذكر بأن جميع المعلومات الخاصة بالفيزياء يمكن أن تطبق في الحين على جميع الطلبة الذي يريدون التعرف على جميع المعلومات التي تفيدهم في دراستهم، ومن أجل أن نكون قد تعرفنا على الكثير من المعلومات.

شاهد أيضًا: كيف يتكون كوكب الأرض

كيفية تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية

  • يوميًا تقوم الشمس بإرسال شعاع من الضوء والحرارة إلى جميع بقاع الأرض، فهذا الشعاع الذي يأتي إلى الأرض يمكنك استخدامه في البترول والكهرباء وبهذا نكون قد تحولت أشعة الشمس إلى طاقة كهربائية واستخدامها في الكهرباء.
موضوعات من نفس القسم

اترك رد

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.