ما هي أدوات تحول أشعة الشمس إلى طاقة كهربائية

ما هي الأدوات التي تحول ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية تسعى العديد من الحكومات إلى استغلال الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء، حيث توفر الأدوات التي تساعد على تحويل ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية.

وفي هذا الموضوع سنتحدث عن الطاقة الشمسية وكيفية استخدامها لتوليد الكهرباء. وسنشرح أيضًا طرق تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كيميائية وتحويلها إلى طاقة حرارية.

الأدوات التي تحول ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية

ولمعرفة طرق تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية يجب علينا أولاً أن نتعرف على مفهوم الطاقة الشمسية، فالشمس لها العديد من الفوائد، أبرزها استخدامها في الحرارة وتوليدها.

كما أنها تستخدم في تكوين ما يسمى بالتفاعلات الكيميائية، بالإضافة إلى استخدامها في توليد الطاقة الكهربائية، حيث أن الطاقة الشمسية من الطاقات المتجددة، والتي لا تسبب تلوث البيئة، وتستمر في تجديدها بشكل دائم، على عكس الطاقة الشمسية. الوقود الأحفوري. المواد المشتقة من البترول والغاز الطبيعي.

ولذلك تم استخدام التكنولوجيا الحديثة لتوليد الطاقة الكهربائية من أشعة الشمس. ويمكن استخدامها لتلبية احتياجات العالم الكهربائية في المستقبل إذا تم استغلالها بشرح طريقة جيدة وسليمة.

الأدوات التي تحول الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية

يصدر قرص الشمس إشعاعات تقدر بحوالي 1026×3846 واط من إجمالي الطاقة الموزعة على سطح الأرض على شكل أضواء أو إشعاعات أخرى.

ويتم تسخير هذه الطاقة عن طريق جمع الإشعاع الإشعاعي وتحويله مباشرة إلى طاقة حرارية وكهربائية من خلال عملية التحويل الكهروضوئي.

والتي يمكن تعريفها بأنها قدرة المادة على إصدار ما يعرف بالإلكترونات عندما يتم توجيه الضوء إليها، وهو ما يستخدم في الخلية الشمسية.

خلية شمسية

الخلية الشمسية هي جهاز يحول ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية، من خلال عملية التحويل الكهروضوئي. مبدأ عمل الخلية الشمسية هو

تصنع الخلايا الشمسية من مادة السيليكون، وهي مادة شبه موصلة، لها خصائص المعدن وبعض خصائص المواد العازلة.

يتم نقل الطاقة عن طريق نقل جزيئات الأشعة الشمسية، المعروفة بالفوتونات، إلى الإلكترونات الموجودة في ذرات السيليكون.

والذي يتواجد في الخلايا الشمسية عند تصادم الفوتونات، ويتحرر ما يوجد في المدار الأخير في السيليكون، مما يسبب خللاً في التوازن الكهربائي في الخلايا الشمسية.

من الممكن حل الاختلالات الكهربائية في الخلايا الشمسية بسبب التكوينات الداخلية لذرة السيليكون. وعندما يتم وضع هذه الذرات وترتيبها داخل الخلية الشمسية وإغلاقها بإحكام، يتكون عندها نوعان من السيليكون، وهما

• ذرات السيليكون من النوع N

وهي ذرات سيليكون سالبة، وتعرف باللغة الإنجليزية بـ N = Negative، وهي ذرات سيليكون سالبة الشحنة، لأنها تحتوي على إلكترونات زائدة.

• ذرات السيليكون من النوع B

وهي ذرات سيليكون موجبة، وتعرف باللغة الإنجليزية باسم P = Positive، وهي ذرات سيليكون موجبة الشحنة، لأنها تفقد الإلكترونات وتترك ثقوبًا.

تنتقل الإلكترونات سالبة الشحنة من السيليكون من النوع N إلى ثقوب السيليكون من النوع B لتملأ فجواتها، مما يجعل شحنة السيليكون من النوع B سالبة وشحنة السيليكون من النوع N موجبة، وينتج عن ذلك توليد المجالات المغناطيسية في الخلايا الشمسية.

عندما تطلق الفوتونات إلكترونات من ذرات السيليكون، فإن المجالات المغناطيسية المتولدة تدفع هذه الإلكترونات على طول مسارات منتظمة، منتجة الطاقة الكهربائية.

قد تكون مهتما

أنواع الخلايا الشمسية

يعد القرص الشمسي أحد المصادر الفعالة لتوليد وإنتاج الكهرباء، فبالإضافة إلى تكلفته المنخفضة، يتم إنتاج العديد من أنواع الخلايا الشمسية المختلفة باستخدام تقنيات مختلفة، لتسخير وتوليد وتخزين الطاقة الشمسية أيضًا. من الخلايا الشمسية وهي الأدوات التي تحول ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية ما يلي

• الخلايا الشمسية أحادية البلورية

من أهم مميزات الألواح الشمسية أحادية البلورية هي كفاءتها العالية مقارنة بالأنواع الأخرى، حيث يمكنها إنتاج أكبر قدر من الكهرباء، لكن عيبها الوحيد هو أن تكلفة تركيبها مرتفعة للغاية، رغم أنها لا تحتاج إلى مساحات كبيرة. . لوضعهم.

• الخلايا الشمسية البلورية

ومن أهم خصائص هذا النوع من الخلايا الشمسية أنها أداة تقوم بتحويل ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية. تكلفتها منخفضة مقارنة بالخلايا الشمسية أحادية البلورة، ولكنها لا تعمل بكفاءة عالية وعمرها الإنتاجي قصير.

• الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة

ومن أهم مميزات هذا النوع من الخلايا الشمسية هو سهولة تصنيعها وتكلفتها المنخفضة جدًا. إلا أن عمرها الإنتاجي أقصر من الأنواع الأخرى، بالإضافة إلى كفاءتها المنخفضة مقارنة بالخلايا الشمسية الأخرى.

• خلية شمسية من السيليكون غير متبلورة

هذا ما تُصنع منه الآلات الحاسبة الصغيرة التي تعمل بالطاقة الشمسية. ويتميز بتكلفته المنخفضة، لكن عيبه أنه يعمل بكفاءة منخفضة للغاية.

• الخلية الشمسية البيولوجية

وتحاكي هذه الخلية عمليات التمثيل الضوئي في الطبيعة، لكن حتى الآن لم يتم استخدامها عمليا لتحويل ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية.

• الخلايا الشمسية تيلورايد الكادميوم

يساعد هذا النوع من الخلايا الشمسية على توليد وإنتاج الطاقة باستخدام كميات صغيرة من الماء، ولكنه يستخدم الكربون. وهو مضر جداً بصحة الكائنات الحية إذا استنشقه الإنسان أو تناوله.

• الخلية الكهروضوئية المركزة

وينتج هذا النوع من الخلايا الكهرباء بنفس شرح طريقة استخدامها في الأنظمة الكهروضوئية العادية التي تعمل بشكل تقليدي، ولكن من أهم مميزاتها أنها تعمل بكفاءة أكبر منها.

استخدامات الخلايا الشمسية.

أدى إنتاج العديد من أنواع الخلايا الشمسية المختلفة إلى استخدامها في العديد من الأماكن، ومن أبرز تطبيقات الخلايا الشمسية ما يلي

• الإضاءة العامة

وتستخدم أشعة الشمس نهاراً لشحن بطاريات الخلايا الشمسية، ولإضاءة الشوارع ليلاً.

• ثلاجات للقاحات والأدوية.

تستخدم الخلايا الشمسية وتقنياتها الحديثة في حفظ الأدوية واللقاحات الموجودة في الأماكن النائية التي لا تتوفر فيها الكهرباء لتشغيل الثلاجات. ومن المعروف أن هذه المنتجات الطبية تحتاج إلى درجة حرارة معينة حتى لا تفقد قيمتها وخصائصها.

• أدوات لطهي الطعام

تعمل الخلية الشمسية على عكس أشعة الشمس القوية إلى داخل الأفران لاستخدامها في تحضير الوجبات.

• شحن الهاتف الخليوي

يتم شحن الهواتف المحمولة عن طريق تعريضها لأشعة الشمس لعدد محدد من الساعات، وبمرور الوقت سيتم شحن العديد من الأجهزة باستخدام هذه التقنية.

نختار لك

استخدامات الطاقة الشمسية

يمكن تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقات أخرى، منها

• تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كيميائية

من الممكن تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية من خلال عملية التمثيل الضوئي في النباتات. تمتص أوراق النبات ضوء الشمس لإنتاج السكريات البسيطة وأيضًا لتخزين الطاقة التي تساعدها على النوم.

عندما يتغذى الكائن الحي على النباتات، تنتقل إليه الطاقة الكيميائية المخزنة فيها، ليتم إمداده بها حتى يتمكن من القيام بعملياته المختلفة، مثل التنفس والحركة والنمو والتحدث وغيرها.

• تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة حرارية

من الممكن الاستفادة من أشعة الشمس لتدفئة المنازل من خلال تلوين أسطحها باللون الأسود الداكن، حيث يساعد هذا اللون على امتصاص أسطح المنازل لأشعة الشمس.

وتستخدم العديد من الدول التي تكون درجات الحرارة فيها منخفضة للغاية هذه الشرح طريقة، وذلك من أجل تحقيق أقصى استفادة من الطاقة الشمسية لتدفئة المنازل وحماية نفسها من البرد.

وفي نهاية الموضوع وبعد أن تعرفنا على الطاقة الشمسية وطرق تحويلها إلى طاقة كهربائية من خلال التعرف على الأدوات التي تحول ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية، تعرفنا على الخلايا الشمسية وأنواعها واستخداماتها المختلفة.

وقد قمنا بشرح طرق تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كيميائية، وطرق تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة حرارية. عليك فقط مشاركة هذا الموضوع على جميع الشبكات الاجتماعية.