تعريف الطاقة الكهروضوئية كما سنتحدث كذلك عن تعريف الطاقة الكهروضوئية وتركيب الخلايا الكهروضوئية وكيفية عملها والفرق بين الخلية الشمسية والخلايا الكهروضوئية وتعريف المحطة الشمسية واستخدامات الطاقة الكهروضوئية كل تلك الموضوعات تجدونها من خلال مقالنا هذا.
محتويات المقال
تعريف الطاقة الكهروضوئية
هي وسيلة لتوليد الطاقة الكهربائية عن طريق تحويل الإشعاع الشمسي إلى كهرباء مباشرة باستخدام اشباه موصلات تحمل اثر الضوئية. الخلايا الكهروضوئية تستخدم الألواح الشمسية والتي تتكون من عدد من الخلايا الشمسية والتي تحتوي على مواد ضوئية. المواد الضوئية المستخدمة لتكوين الخلايا الضوئية تشمل السيليكون احادي البلورة، السليكون متعدد البلورة، السيليكون غير المتبلور, تلوريد الكادميوم، الانديوم سيلينيد الغاليوم-كبريتيد1 ونظرا للطلب المتزايد على مصادر الطاقة المتجددة، فان تصنيع الخلايا الشمسية والخلايا الكهروضوئية قد تطور كثيرا في السنوات الأخيرة.
انخفضت تكلفة الطاقة الشمسية بشكل مطرد منذ ان تم تصنيعها لاول مرة، ومستوى تكلفة الكهرباء للخلايا الكهروضوئية قادرة على المنافسة مع مصادر الكهرباء التقليدية على مستوى التوسع في المناطق الجغرافية.
وهناك سياسة من شركة الكهرباء بحيث يتم إرسال فاتورة خاصة للمستهلكين الذين يستخدمون مصادر الطاقة المتجدة في بعض مناطق العالم.
الخلايا الكهروضوئية تشهد نموا سريعا، من قاعدة صغيرة إلى قدرة عالمية سعتها 46400 ميغاواط في نهاية عام 2011 وهو ما يمثل 0.5% من الطلب العالمي على الكهرباء5 أكثر من 100 بلد تستخدم الطاقة الشمسية الكهروضوئية.وتركيب الخلايا اما ان يكون ارضي(يتم دمجها في بعض الأحيان مع الزراعة أو الرعي) أو تبنى في سقف أو جدران المبنى(بناء متكامل مع الخلايا الكهروضوئية).
تركيب الخلايا الكهروضوئية وكيفية عملها
تولد الخلايا الشمسية الكهروضوئية الكهرباء عن طريق امتصاص ضوء الشمس واستخدام تلك الطاقة الضوئية لتوليد تيار كهربائي، ويوجد العديد من الخلايا الكهروضوئية داخل لوحة شمسية واحدة ويجمع التيار الناتج عن كل الخلايا معًا ما يكفي من الكهرباء للمساعدة في إمداد منزلك بالطاقة، حيث تحتوي اللوحة القياسية المستخدمة في مجموعة سكنية على السطح على 60 خلية مرتبطة ببعضها البعض، وقد تستخدم التركيبات الشمسية التجارية ألواحًا أكبر تحتوي على 72 خلية ضوئية أو أكثر، وتعمل الخلايا الكهروضوئية الشمسية في ثلاث خطوات عامة:
1-يمتص الضوء ويفقد الإلكترونات
2-يتم التقاط التيار ونقله إلى أسلاك
3-تتدفق الإلكترونات السائبة مما يخلق تيارًا
يعتبر التأثير الكهروضوئي عملية معقدة ولكن هذه الخطوات الثلاث هي الطريقة الأساسية التي يتم بها تحويل الطاقة من الشمس إلى كهرباء قابلة للاستخدام بواسطة الخلايا الشمسية في الألواح الشمسية.
الفرق بين الخلية الشمسية والخلايا الكهروضوئية
تتشابه الخلايا الشمسية والخلايا الكهروضوئية إلى حد ما، لكن يمكن أن يتم التفرقة بينهما بشكل كبير، حيث إن لكل منهما طريقة استخدام ودائرة كهربية مختلفة، كما أن الخلية الشمسية يتم تصميمها للعمل تحت أشعة الشمس فقط.
بينما تكون الخلية الكهروضوئية معتمدة على أي مصدر ضوئي يولد الكهرباء؛ لذا فيما يلي سوف نتطرق إلى توضيح الفرق بين الخلية الشمسية والخلايا الكهروضوئية.
تعريف المحطة الشمسية
تُعرف محطة توليد الطاقة الكهروضوئية بحقل للطاقة الشمسية، وهي نظام كهروضوئي يعمل على نطاق واسع، تم تصميمه لتزويد شبكة الكهرباء الوطنية بالطاقة. وتختلف هذه المحطات عن ألواح الطاقة الشمسية الموزعة على الأبنية بأنها تقوم بتزويد الكهرباء حسب حاجة الاستهلاك المتوقعة.
تستخدم أنظمة الطاقة الشمسية المركزة عدسات أو مرايا لتركيز بقعة كبيرة من ضوء الشمس أو الطاقة الشمسية الحرارية على مساحة صغيرة.
وعندها يتم تحويل الضوء المركز إلى حرارة تشغل محركاً حرارياً موصولاً بمولد للطاقة ليتم بذلك توليد الكهرباء. وتعتبر هذه الأنظمة تقنيات واعدة يمكن توظيفها لتوليد الكهرباء بكميات كبيرة.
ومن شأن تزويد محطات الطاقة الشمسية المركزة بتقنيات لتخزين الطاقة الحرارية أن يتيح توليد الكهرباء (حمل أساسي) بشكل مستقر على مدار الـ 24 ساعة، ما يجعلها مؤهلة لربطها بشبكة الكهرباء الرئيسية.
وسوف تدعم المحطة تنويع مصادر الطاقة المتجددة في أبوظبي وترفعة القدرة الإجمالية للإمارة وتخفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.
استخدامات الطاقة الكهروضوئية
استخدام الخلايا الكهروضوئية (Photovoltaic Cells) : او ما يعرف ب PV والتي تقوم بتحويل الاشعاع الشمسي او الضوئي بصورة مباشرة الى تيار كهربائي مستمر (DC) بواسطة الخلايا الشمسية الكهروضوئية. وتصنع هذه الخلايا من بعض المواد التي تقوم بعملية التحويل الكهروضوئية، وتسمى باشباه الموصلات مثل السيليكون والجرمانيوم وغيرها. وقد انتشر مؤخراً استخدام هذه الخلايا لانتاج الطاقة الكهربائية في مختلف الاستخدمات سواءاً الصغيرة مثل المنازل او الكبيرة التي تغذي الفنادق والمجمعات التجارية والمستشفيات وذلك بسبب تدني الكلفة الاستثمارية المطلوبة وكونها مجدية من الناحية الاقتصادية. وتلائم هذه التقنية الصناعات الصغيرة والكبيرة على حد سواء اذا توافرت الظروف المناسبة. واياً كان النظام المنوي تركيبه فأنه يتوجب على الشركة او المؤسسه او المصنع اتباع الخطوات المنصوص عليها في التعليمات والمنشورة على الموقع الالكتروني لهيئة تنظيم الطاقة والمعادن.
