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.

الله يجزيك الف الف خير أخي

مقالة ممتازة

شكـــــــــــــــــــــــــــــــــ ــــــــــــــرا اخ عبدالله

السلام عليكم

بارك الله فيك د.محمد

والله وفيت بوعدك بسرعة

الله يحيك ويجزيك الف خير

وننتظر المزيد

سلامي

والله اختى المشكلة انى مشغول جدا هذة الايام بدورات التوفل وعقب الانتهاء منها سوف اكتب مزيد من المقالات بنفسى عن الخلايا 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.

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

اجابة على سؤالك اخت سعاد
هل افهم أن المقصود هو كلما زاد معامل إمتصاص الخليه الشمسه للضوء كلما إزدادت قدرة الخليه الشمسيه على التحويل الطاقه الضوئيه إلى كهرباء
هذا يحدث فى على سطح الخلية الشمسية كلما كانت كمية الضوء الساقط اكبر كلما كانت الكفاءة اكبر لذلك يستخدم على سطح مواد لها نفاذية علية وانعكاسية منخفضة اى مواد تستطيع ان تنفذ الشمس داخل الخلية الشمسية ولا تعكسها وهذة المواد عبارة عن اغشية رقيقة thin films ويجب ان يكون لها طاقة فجوة علية high energy gap

نسيت اقولك اخت سعاد حاجة مهمة انا اسمى محمد مش احمد

رائعة حقا اخت سعد يبدو ان الموضوع اعجبك بجد انا لما اجد طالب مثلك عندى فى السكشن بكون سعيد
اما عن تطبيقات الخلية الشمسية ناخذها بالترتيب
1- انارة المركبات الفضائية حيث اننا قد استطعنا تحويل الطاقة الشمسية الى طاقة كهربية اذن لو استطعنا الحفاظ على هذة الطاقة مدى كبيرة نستطيع ان نستخدمها فى اوقات لايوجد بها شمس لفترات كبيرة مثل بعض الدول وفى الليل فى كل الدول مثل اعمدة الانارة فى الشوارع بليل وهنا فى انارة المركبات الفضائية والان هناك محاولات لاطالة فترة تخزين الطاقة لمدة اطول
2- نفس الشئ فى الانارة والارشادات البحرية نحن اذن نتعامل مع طاقة كهربية
3-ايضا الاتصالات
وهكذا تخيلى اختى اننا نستخدم طاقة كهربية بدل الطاقة الشمسية حيث ان الكهرباء تستخدم فى جميع صور الحياة
ارجو ان اكون شرحت الموضوع على فكرة كل ماسبق مقدمة للموضوع الموضوع كبير

شكرا لك استاذ محمد

و عذرا إن اخطأت في إسمك ...

حسنا سأرد عليك..
نسيت اقولك استاذ محمد حاجة مهمة انا اسمى سعاد مش سعد :)

[overline]والله والله والله وبعقد الهاء انا لم انتبه لهذا الخطاء بجد انا وشى احمر من الخجل اخت سعاد نسيت الالف عذرا على هذا الخطاء ولم يكن ردا على خطئك ابدا والله انما والله صدفه وصدفة عجيبة انا عارف انك مش هتصدقى بس والله ديد الحقيقة[/overline]

[align=center]:)

لا داعي للإعتذرا ابدا ... أستاذ محمد

هذه اعتبرها من المواقف الطريفه

[/align]

اسعد الله صباحكم وهذه مشاركتي الأولى حيث استمالني هذا الموضوع وذكرني بموضوع
قرأته منذ فترة حيث في المناطق الروسية المنعزلة يستعمل مصباح يعمل بالجاز الكروسين
ويخرج من هذا المصباح اسلاك من مختلف المعادن والنشطة الألكترونيات مجدولة مع بعضها
البعض وتثبت فوق اللهب والطرف الأخر للسلك موصل بجهاز راديو يعمل بالطاقة الألكنرونية
الناتجة من لهب المصباح هذا منذ سنين عديدة
هل تركيبة الخلية الشمسية نفس الفكرة ودمتم لنا منبع ثقافة ومعرفة

لا اعلم اخى بالتحديد ماهى الفكرة التى بنى عليها هذا الجهاز ولكن كل ما اعلمة ان الخلايا الشمسية تستطيع تخويل الطاقة الشمسية الساقطة عليها الى طاقة كهربية مباشرة اذن يجب من وجود مصدر للطاقة الشمسية واعتقد ان فى روسيا الطاقة الشمسية نادرة الوجود والله اعلم

السلام عليكم ..
جزاك الله خير د. محمد على هذا الموضوع ومدام انك بدأت فيه احب انك تساعدني في البحث اللي ابغ اسويه
عن الجدوى الاقتصاديه للطاقة الشمسية ( على مستوى المنشئات الصغيرة كالمنازل )
ما ادري اذا عرفت اوصلك المعلومة واذا ممكن تساعدني في هذا البحث ..

وجزاك الله خير مرة ثانية :)

فينك د . محمد باقيلي يومين واسافر عشان دراستي وأحتاج مساعدة في البحث واذا ممكن لوسمحت يكون بالعربي

بارك الله فيك (( خلال الايام القديمة سينتشر بكثرة استخدام الطاقة الشمسية لدينا حسب سلطة الطاقة ))وهذا مؤشر جيد

اسف اخ سيمو على التاخير اعطنى اميلك وانا ارسلك البحث على الاميل فورا

تسلم د.فتحي الله يعطيك العافية ....

انشاء الله تفيدني في ابتكاري
ياااااااااااااااااارب