التأثير الفوتوفولتي وعلاقتة بالطاقة الشمسيةPhotovoltaic Effect


    التأثير الفوتوفولتي وعلاقتة بالطاقة الشمسيةPhotovoltaic Effect

    هناك الكثير من الألعاب والألات الحاسبة والساعات التي تعمل بالطاقة الشمسية  , لكن ياترى كيف يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية في هذه العملية ؟
    في عام 1839 م استطاع العالم الفرنسي إدموند باكيريل أن يلاحظ التأثير الفوتوفولتي وذلك عندما قام بتعريض خلية مكونه من قطبين فلزيين مختلفين بعد ان قام بوضعهما في محلول حامضي للضوء , ورأى تيارا كهربائيا سرى في هذه الخلية , وكانت هذه بداية الخلايا الشمسية  .
    ويعود اختراع الخلايا الشمسية التي نعرفها اليوم إلى عام 1954 م , إذ تم استعمالها لتزويد الأقمار الصناعية في الفضاء بالطاقة .
    ولم تستعمل آنذاك في تطبيقات على سطح الأرض بسبب سعرها الباهض الثمن .


    http://www.ar-science.com

    مكونات الخلايا الشمسية

    وتتكون تلك الخلايا الشمسية من مادة السيليكون , والتي تعد المادة الثانية من حيث التواجد في الطبيعة بعد الأكسجين .
    وعندما يسقط ضوء الشمس على الخلية , يتم امتصاصة داخل مادة السيليكون وينتج عن هذه العملية إلكترونات حرة , حيث يتم تصميم الخلية بحيث يتم السماح لهذه الالكترونات بالتحرك باتجاه معين  , حيث يشكل سيل الالكترونات هذا تيارا كهربائيا يتم نقله خارج الخلية الشمسية باستخدام اسلاك معدنيه مثبتة على أطراف الخلية .
    لكن في الوقت الحالي هناك انخفاض في اسعار الخلايا الشمسية  , وهي الآن تستعمل بكثرة وخاصة لتوليد الكهرباء في المناطق النائية ولكن سعرها مازال مرتفعا نسبيا مما لا يتيح للطاقة الشمسية منافسة المصادر الرخيصة كالبترول , وفي نفس الوقت كمية الكهرباء الناتجة عن خلية واحدة قليلة , ولذلك يتم في كثير من الأحيان تجميع عدد كبير منها لتكون ما يعرف بالوحدات الشمسية , والتي بإمكانها تزويد كميات كبيرة من الطاقة الكهربائية .


    مثال
    مصنع يستهلك 5000كيلو وات لكل ساعة يوميا خلال شهر مارس , فإذا علمت ان كمية الطاقة الشمسية الساقطة على متر مربع واحد يوميا خلال الشهر نفسه هي 2.9 كيلو وات لكل  ساعه , وان عشرة بالمائة فقط من هذه الطاقة يتم تحويلها إلى طاقة كهربائية , فما مساحة الخلايا الشمسية اللازمه لتزويده بحاجته من الكهرباء خلال هذا الشهر ؟
    الحل :
    إن مترا مربعا واحدا من الخلايا ينتج 0,29 كيلو وات لكل  ساعه , لإنتاج 5000 كيلو وات  لكل ساعة , نحتاج إلى
    5000÷ 0,29 = 17241 مترا مربعا من الخلايا الشمسية .
    شارك المقال

    قد يهمك أيضا :