أصغر جزء من اللوح الشمسي هو دائمًا الخلية. لذلك ، فهذا يعني ببساطة أن الخلايا الشمسية تشكل الألواح الشمسية. لكن السؤال هو كيف تعمل الخلية أو الألواح الشمسية؟ ستؤدي الإجابة على هذا السؤال مباشرة إلى إجابة الأعمال الداخلية لغسق الشمس على ضوء فجر الشارع. ستكون قادرًا على رؤية وتقدير الابتكار وهو مصابيح الشوارع الشمسية. فكيف تعمل الخلايا الشمسية خلف الكواليس لتوليد الطاقة الشمسية وإنارة الشوارع التي نستمتع بها؟
فهم الخلايا الشمسية وكيف تعمل
أول شيء يجب أن تعرفه هو أن الألواح الشمسية تتكون من عدة وحدات تشكل الكل الجماعي. غالبًا ما يشار إلى هذه الوحدات باسم الخلايا الكهروضوئية. ببساطة ، إنها خلايا شمسية. هذه الخلايا الشمسية هي السبب الرئيسي والمصدر الذي يتم من خلاله تحويل ضوء الشمس إلى أشكال أخرى مختلفة من الطاقة.
تنتج الخلايا الشمسية التي تتكون منها الألواح الشمسية طاقتها عن طريق مرور جزيئات الغسق الشمسي إلى فجر ضوء الشارع المعروف باسم الفوتونات عبر خلاياها. عندما يمر هذا ، ستكون التأثيرات هي أن الإلكترونات الموجودة ستُجبر على التحرر مع عدم وجود الذرات التي لم تعد تسيطر عليها. وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن الخلايا الشمسية يمكن أيضًا تقسيمها إلى أجزاء مختلفة.
تقسيم الخلايا الشمسية
تنقسم الخلايا الشمسية إلى قسمين. شبّه العديد من الأشخاص تقسيماتهم بشريحتين من الخبز أو بربط شطيرة معًا. الآن هذين الجزأين اللذين تم تقديمهما مصنوعان بشكل كبير من السيليكون وهو مادة بارعة في شبه - التوصيل. ستكون المادة مشابهة جدًا للعديد من المواد التي يمكن العثور عليها في مجال الإلكترونيات الدقيقة.
يبدأ عمل الخلايا الشمسية عندما تعظم هذه الخلايا مجالًا كهربائيًا في الطبيعة. الآن ، هذا المجال الكهربائي يتبنى العديد من سمات المجال المغناطيسي. سيكون أحدهم النقطة التي ستجذبها الأطراف المتقابلة دائمًا. بالنسبة للخلايا الشمسية ، سيكون إطلاق الشحنات السلبية والإيجابية.
لتحقيق ذلك يترك لمصنعي الخلايا الشمسية. يخلط معظمهم الطرفين بمواد متقابلة مختلفة بهدف تكوين شحنة موجبة وسالبة. ومن أهم المواد التي يمكن إضافتها الفوسفور والبورون. يجب إضافتهم إلى الشريحتين لأن كلاهما سيخلق الشحنات الموجبة والسالبة المطلوبة. بصرف النظر عن هذه الشحنات التي تم إنشاؤها ، فإن إضافة هذه المواد ستؤدي إلى وجود مجال كهربائي في منتصف كلتا الشريحتين.
والنتيجة هي أن الفوتون الذي تم الحديث عنه سابقًا سيحرر إلكترونًا في الخلية الشمسية. بمجرد أن يتحرر الإلكترون ، فإن المجال الكهربائي الذي تم إنشاؤه سيتخلص بسرعة من الإلكترون عن طريق دفعه للخارج عبر المجال الكهربائي الذي تم إنشاؤه.
مواد أخرى مفيدة
الآن ، في حين أن البورون والفوسفور ضروريان للتأكد من تكوين الشحنات الموجبة والسالبة ، فإن هذا لا يعني بأي حال أنهما المادة الوحيدة المستخدمة. المواد الأخرى مع عدم كونها مسؤولة عن إنشاء الرسوم هي المسؤولة عن العملية المطلوبة لتغيير الطاقة التي يتم الحصول عليها إلى طاقة قابلة للاستخدام.
للمساعدة في مثل هذه العملية ، ستحتاج الخلية الشمسية إلى صفائح معدنية موصلة للكهرباء. تلعب هذه الصفائح دور التأكد من أن الإلكترونات التي يتم دفعها يتم جمعها بأمان. بمجرد تجميع هذه الإلكترونات ، يتم نقلها بعد ذلك إلى الأسلاك. بمجرد نقل الإلكترونات إلى الأسلاك أو الكابلات ، تكون النتيجة أن يصبح الإلكترون مثل أي وسيلة أخرى للكهرباء لدينا اليوم. أليس هذا مذهلاً؟
- ألواح شمسية فائقة الرقة
مع استمرار المزيد من الابتكارات في دفع الغسق الشمسي إلى بزوغ فجر صناعة إنارة الشوارع ، توصل الباحثون إلى اكتشاف أو اختراع جديد يتعلق بالألواح أو الخلايا الشمسية. لقد اكتشفوا الخلايا الشمسية التي يصفونها بأنها - إصدارات رفيعة جدًا. تستمد هذه الخلايا اسمها من حجمها ووزنها. واحدة من تلك الخلايا الشمسية سيكون وزنها وسمكها حوالي 1.3. عادة ما يتم حسابه بالميكرونات. بمعنى آخر ، هذا يعني أن الخلايا الشمسية هنا أخف من ورق A4 الذي من المحتمل أن تراه في المكاتب اليوم. لا يمكن وصفها بأنها أخف وزنا فحسب ، بل إنها أخف 20 مرة أيضًا! هذا أمر لا يصدق.
يُعتقد أن الخلايا الشمسية الفائقة - لديها القدرة على البقاء لفترة في الفقاعات التي تتكون بالصابون. هذه هي طبيعتها الرقيقة ومدى ضوءها.
تكنولوجيا الطاقة الشمسية المماثلة
بصرف النظر عن الخلايا الشمسية ، هناك أشكال أخرى من تكنولوجيا الطاقة الشمسية تستخدم طرقًا مماثلة. سيشمل بعضها CSP والذي يُعرف أيضًا باسم الطاقة الشمسية المركزة. ومع ذلك ، هناك شيء واحد مشابه بين جميع هذه التقنيات. إنهم جميعًا يسعون لجمع الطاقة اللازمة من الشمس وتحويلها إلى حرارة أو كهرباء. إن مصابيح الشوارع بالطاقة الشمسية هي مجرد واحدة من العديد من الصناعات التي تُحدث موجات من الطاقة الشمسية والطاقة.
