الميكانيكا وراء كيفية عمل الألواح الشمسية
اكتسبت الطاقة الشمسية شعبية كبيرة كمصدر للطاقة المستدامة والمتجددة. في قلب ثورة الطاقة النظيفة هذه توجد الألواح الشمسية, التي تستغل الطاقة الوفيرة المنبعثة من الشمس. دعونا نتعمق في آليات عمل الألواح الشمسية ونفهم سحر تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء.
- التأثير الكهروضوئي: تعمل الألواح الشمسية على أساس التأثير الكهروضوئي, ظاهرة اكتشفت في القرن التاسع عشر. الفوتونات, جزيئات الضوء, تحمل الطاقة. عندما يتفاعل ضوء الشمس مع سطح اللوحة الشمسية, عادة ما تكون مصنوعة من السيليكون, تنقل الفوتونات طاقتها إلى الإلكترونات الموجودة في المادة.
- الإثارة الإلكترونية: عندما تضرب الفوتونات مادة أشباه الموصلات الخاصة باللوحة الشمسية, أنها تثير الإلكترونات, مما يجعلها تتحرر من ذراتها. وهذا يخلق تدفق الإلكترونات الحرة في المادة.
- المجال الكهربائي: تم تصميم اللوحة الشمسية بمجال كهربائي مدمج, تم إنشاؤها من خلال الجمع بين طبقتين من أنواع مختلفة من السيليكون. يوجه المجال الكهربائي تدفق الإلكترونات الحرة نحو اتجاه محدد, تسهيل توليد الكهرباء.
- الجيل الحالي: بينما تتحرك الإلكترونات الحرة داخل المجال الكهربائي للوحة الشمسية, أنها تخلق تدفق التيار الكهربائي. هذا التيار على شكل تيار مباشر (العاصمة).
- اتصالات معدنية: تقوم نقاط الاتصال المعدنية الموجودة على الأسطح العلوية والسفلية للوحة الشمسية بجمع التيار الكهربائي الناتج عن الإلكترونات المثارة. ثم يتم توجيه التيار عبر الأسلاك إلى العاكس.
- تحويل العاكس: تنتج الألواح الشمسية الكهرباء بالتيار المستمر, والتي يجب تحويلها إلى تيار متردد (تكييف) الكهرباء قبل أن يتم استخدامها لتشغيل المنازل أو الشركات. يتم توصيل العاكس بنظام الألواح الشمسية لتحويل كهرباء التيار المستمر إلى كهرباء تيار متردد, وهو متوافق مع الشبكة الكهربائية.
- الاستخدام واتصال الشبكة: بمجرد أن يقوم نظام الألواح الشمسية بتحويل كهرباء التيار المستمر إلى تيار متردد, يمكن استخدامه لتشغيل الأجهزة الكهربائية في الوقت الفعلي أو إدخاله في الشبكة الكهربائية. يمكن إرسال الكهرباء الزائدة التي تنتجها الألواح الشمسية خلال ساعات النهار إلى الشبكة, وفي بعض الحالات, قد يحصل أصحاب المنازل أو الشركات على أرصدة أو مدفوعات مقابل هذا الفائض من الكهرباء.
- مقياس الانترنت: صافي القياس عبارة عن آلية فوترة تسمح لأصحاب الألواح الشمسية بالحصول على أرصدة مقابل الكهرباء الزائدة التي يساهمون بها في الشبكة. عندما تنتج الألواح الشمسية كهرباء أكثر مما تستهلك, يتم إرسال الطاقة الزائدة مرة أخرى إلى الشبكة, ويسجل العداد هذا الفائض. خلال الفترات التي لا تنتج فيها الألواح الشمسية ما يكفي من الكهرباء, كما في الليل, يتم سحب الكهرباء من الشبكة ويقوم العداد بتسجيل الاستخدام.
الألواح الشمسية هي تقنية مذهلة تسخر قوة الشمس لتوليد طاقة نظيفة ومستدامة. إن فهم الآليات الكامنة وراء كيفية عمل الألواح الشمسية يسمح لنا بتقدير مساهمة التكنولوجيا في تقليل اعتمادنا على الوقود الأحفوري والتخفيف من تغير المناخ.. مع استمرار تطور الطاقة الشمسية, فهو يحمل القدرة على إحداث ثورة في الطريقة التي نولد بها الطاقة ونستهلكها, تمهيد الطريق لمستقبل أكثر اخضرارًا واستدامة.
اتصل بنا عبر الواتساب/ بريد إلكتروني, أو املأ النموذج, وسنتواصل معك في أقرب وقت ممكن
