قرات لك عن الخلية الشمسية
تستخدم الخلايا الشمسية (الكهروضوئية) في عملية تحويل الإشعاع الشمسي مباشرة إلى الكهرباء ، وتعرف هذه الآلية بالتحويل الكهروضوئية أو التحويل الفوتوفلطائي (Photovolaic Conversion) الطاقة الشمسية
. ويتوقع أن يساهم تحويل الطاقة الكهروضوئية عملياً في تقليل استهلاك الوقود وإلى خفض التلوث البيئي وقد بدأت نظم الخلايا الكهروضوئية تنتشر تدريجيا في تطبيقات الإنارة والاتصالات وضخ المياه وغيرها .
يعود اكتشاف الأثر الكهروضوئية إلى القرن الماضي الميلادي عندما قام العالم بكيرل (Becquerel) في عام 1839 م بدرسه تأثير الضوء على بعض المعادن والمحاليل وخصائص التيار الكهربائي الناتج عنها .
كما أدخل العالمان أدم و سميث (Adams & Smith) مفهوم الناقلية الكهربائية الضوئية لأول مرة عام 1877م وتم تركيب أول خلية شمسية من مادة السيلينيوم (Se) من قبل العالم فريتز (Fritts) عام 1883م حيث توقع لها أن تساهم في إنتاج الكهرباء مستقبلاً ،
من جهة أخرى فقد ساعد تطوير نظريات ميكانيكا الكم (Quantum Mechanics) على تفسير الكثير من الظواهر الفيزيائية وخاصة المرتبطة بالكهرباء الضوئية في فترة الثلاثينيات والأربعينيات من القرن الحالي ، وذلك عند ماتم تفسير ظاهرة الحساسية الضوئية المواد السيليكون وأكسيد النحاس وكبريت الرصاص وكبريت الثاليوم ،
وقد سجل عالم 1941م تصنيع أول خلية شمسية سيليكونية بكفاءة لا تتجاوز (1%) ، ثم لحق ذلك إنجاز مختبرات بل الأمريكية (Bell Lab) في تصنيع البطارية الشمسية (Solar Battery) في منتصف الخمسينيات بكفاءة بلغت (6%) استخدمت آنذاك في التطبيقات الفائية .
كما تم في نفس الفترة تركيب أول خلية شمسية من مواد كبريت الكاديوم وكبريت النحاس أطلق عليها فيما بعد الخلايا الشمسية ذات الأفلام الرقيقة (Thin –Film Solar) .
بعد تلك الفترة ازداد تسارع بحوث التطوير في العلوم الفيزيائية والهندسة لاشتباه الموصلات (Semiconductors) وخاصة ما يرتبط بدراسة التبادلات الكهربائية الضوئية مما ساعد على تطور الخلايا الكهروضوئية وتقنياتها باتجاه تحسين كفاءتها وخفض تكلفتها .
وقد أدى ذلك إلى ازدياد مستوى إنتاج الخلايا الكهروضوئية بقدرات تتراوح بين الميلي وات إلى الكيلوات .
أما الفترة الهامة للخلايا الكهروضوئية فقد حدثت في عقدي السبعينيات والثمانينات وخاصة بعد تطور علوم التركيب المجهرية الدقيقة لأشباه المواصلات وقد اعتبرت الخلايا الكهروضوئية حينئذ بأنها إحدى الطرق العلمية الطموحة لتوليد الكهرباء في المصادر المتجددة للطاقة .
وقد ساعد ازدياد الطلب على استخدام مجمعات الخلايا الكهروضوئية حيث انخفضت نسبياً تكلفة إنتاجها بصورة معقولة ووصل إنتاجها إلى عشرات الميجاوات .
تشغيل الخلايا الكهروضوئية :
تعرف الخلية الكهروضوئية بأنها أداة إلكترونية مصنوعة من أشباه المواصلات يتشكل عبرها فرق في الجهد عند تعرضها للضوء ، ويتولد عنها تيار كهربائي ترتبط قيمته بمعامل امتصاصها للضوء ، وعند توصيل حمل كهربائي ما (مصابيح إنارة مثلاً ..) بين طرفيها فإن التيار الكهروضوئية المار وبالتالي الطاقة الكهربائية الناتجة تستطيع تشغيل المصباح .
أمثلة لأهم الاستخدامات الخلايا الكهروضوئية :
الفضائية: إنارة المركبات والأقمار الصناعية.
البحرية: الإنارة والإرشادات الضوئية والإرشادية وأجهزة الرصد.
الاتصالات الأرضية: محطات الاتصالات والاستقبال.
البترولية: حماية أنابيب النفط والغاز الطبيعي من التآكل المعدني.
التبريد: الثلاجات المتنقلة في المدن والمناطق النائية لحفظ الأدوية ، والأطعمة.
تحلية و ضخ المياه: للشرب والزراعة والصناعة .
الحماية و الأمن: الأجهزة التحذيرية المدنية والعسكرية في الإنارة وكهربة السياج المعدنة.
الطاقة: إنتاج الهيدروجين.
مشاركة: قرات لك عن الخلية الشمسية
الله يجزيك الف الف خير أخي
مقالة ممتازة
مشاركة: قرات لك عن الخلية الشمسية
شكـــــــــــــــــــــــــــــــــ ــــــــــــــرا اخ عبدالله
مشاركة: قرات لك عن الخلية الشمسية
السلام عليكم
بارك الله فيك د.محمد
والله وفيت بوعدك بسرعة
الله يحيك ويجزيك الف خير
وننتظر المزيد
سلامي
مشاركة: قرات لك عن الخلية الشمسية
والله اختى المشكلة انى مشغول جدا هذة الايام بدورات التوفل وعقب الانتهاء منها سوف اكتب مزيد من المقالات بنفسى عن الخلايا الشمسية
مشاركة: قرات لك عن الخلية الشمسية
حياك الله أستاذ أحمد شكرا لك الف شكر على جميل توضيحك بارك الله فيك
الجميل جدا أن إكتشاف الخلايا الشمسيه كان في الفتره التي أكتشف فيها النشاط الإشعاعي الطبيعي Natural Radioactivity.
لكن هل تسمح لي ببعض التساؤلات...
ذكرت أعلاه
اقتباس:
استخدمت آنذاك في التطبيقات الفائية
.
لم أفهم ما المقصود بهذه التطبيقات.
اقتباس:
تعرف الخلية الكهروضوئية بأنها أداة إلكترونية مصنوعة من أشباه المواصلات يتشكل عبرها فرق في الجهد عند تعرضها للضوء ، ويتولد عنها تيار كهربائي ترتبط قيمته بمعامل امتصاصها للضوء ، وعند توصيل حمل كهربائي ما (مصابيح إنارة مثلاً ..) بين طرفيها فإن التيار الكهروضوئية المار وبالتالي الطاقة الكهربائية الناتجة تستطيع تشغيل المصباح .
هل افهم أن المقصود هو كلما زاد معامل إمتصاص الخليه الشمسه للضوء كلما إزدادت قدرة الخليه الشمسيه على التحويل الطاقه الضوئيه إلى كهرباء.
جميل جدا اسأل الله لك التوفيق في دراستك.
مشاركة: قرات لك عن الخلية الشمسية
شكرا اخت سعاد على هذه المجاملة وسؤالك هذا يعنى انك فهمتى موضوع البحث وهذا والله ما اسعدنى انتى رائعة حقا اختى
للاجابة على السؤال الاول هل زاوية سقوط الشمس تؤثر على كفاءة الخلية الشمسية بالتاكيد نعم فمن الشرح السابق تكلمت عن عنصرين هما النفاذية T والانعكاسية R وبالتاكيد كلاهما يعتمد على زاوية السقوط اذن كفاءة الخلية تعتمد على زاوية السقوط واحب ان اوضح نقطة مهمة هى الفرق بين الخلية الشمسية والنافذة الشمسية
الخلية الشمسية هى اجهزة تحول الطاقة الشمسية الى طاقة كهربية وتسمى هذة الظاهرة الظاهرة الفوتوضوئية photoelectric divices وهذة الاجهزة تحتوى النافذة ايضا اى تكون على سطحها النافذة
اما النافذة فهى اغشية رقيقة تكون على سطح الخلية الشمسية تسمى نافذة windows ووظيفتها هو دخول او نفاذ الشمس داخل الخلية الشمسية لذلك يجب ان تكون مواد لها نفاذية عالية وانعكاسية منخفضة كما ذكرت
الجزء الثانى من السؤال اى الاوقات افضل بالطبع وقت سطوع الشمس ولكن فى الاجهزة الشمسية مخزنات للطاقة تصل الى اسبوع او اكثر وبالتالى ليس هناك مشكلة فى الليل
اما عن السؤال الثانى هل اشاعة الليزر تؤثر على الخلية الشمسية انا فى الحقيقة غير ملم بخصائص الليزر ولكن نحن ندرس التاثير الضوئى على المواد المستخدمة كنافذة للخلايا الشمسية فى ضوء لة طول موجى من 200 الى 800 نانومتر اى المدى المرئى visble rigon نانو متر وايضا فى المدى القريب NIR rigonوهو فى المدى من 800 الى 2500 نانومتر واوعدك لن ابحث عن بحث فى تاثير الليزر على الخلايا الشمسية يمكن يكون مجال جديد للدكتوراة
ارجو ان اكون اجبت على الاسئلة وانا على استعداد لاى سؤال