تعريف الطاقة الكهروضوئية. وسنتحدث أيضًا عن تعريف الطاقة الكهروضوئية، وتركيب الخلايا الكهروضوئية، وكيفية عملها، والفرق بين الخلية الشمسية والخلايا الكهروضوئية، وتعريف المحطة الشمسية، واستخدامات الطاقة الكهروضوئية. كل هذه المواضيع يمكنك العثور عليها في مقالتنا.
تعريف الطاقة الكهروضوئية
هي وسيلة لتوليد الطاقة الكهربائية عن طريق تحويل الإشعاع الشمسي إلى كهرباء مباشرة باستخدام أشباه الموصلات التي تحمل التأثير الكهروضوئي. تستخدم الخلايا الكهروضوئية الألواح الشمسية، والتي تتكون من عدد من الخلايا الشمسية التي تحتوي على مواد كهروضوئية. تشمل المواد الكهروضوئية المستخدمة لإنشاء الخلايا الكهروضوئية السيليكون أحادي البلورية، والسيليكون متعدد البلورات، والسيليكون غير المتبلور، وتيلوريد الكادميوم، وسيلينيد الإنديوم، وكبريتيد الغاليوم. ونظرا للطلب المتزايد على مصادر الطاقة المتجددة، فقد تطور تصنيع الخلايا الشمسية والخلايا الكهروضوئية بشكل كبير في السنوات الأخيرة.
انخفضت تكلفة الطاقة الشمسية بشكل مطرد منذ تصنيعها لأول مرة، ومستوى تكلفة الكهرباء من الخلايا الكهروضوئية يتنافس مع مصادر الكهرباء التقليدية مع توسعها في المناطق الجغرافية.
هناك سياسة من شركة الكهرباء يتم بموجبها إرسال فاتورة خاصة للمستهلكين الذين يستخدمون مصادر الطاقة المتجددة في بعض مناطق العالم.
وتشهد الخلايا الكهروضوئية نموا سريعا، من قاعدة صغيرة إلى قدرة عالمية تبلغ 46400 ميجاوات في نهاية عام 2011، وهو ما يمثل 0.5% من الطلب العالمي على الكهرباء5. وتستخدم أكثر من 100 دولة الطاقة الشمسية الكهروضوئية. يتم تركيب الخلايا إما على الأرض (مدمجة في بعض الأحيان). بالزراعة أو الرعي) أو مدمجاً في سقف أو جدران المبنى (البناء المتكامل مع الخلايا الكهروضوئية).
تركيب الخلايا الكهروضوئية وطريقة عملها
تولد الخلايا الشمسية الكهروضوئية الكهرباء عن طريق امتصاص ضوء الشمس واستخدام تلك الطاقة الضوئية لتوليد تيار كهربائي. هناك العديد من الخلايا الكهروضوئية داخل لوحة شمسية واحدة، والتيار الناتج عن جميع الخلايا يجمع ما يكفي من الكهرباء للمساعدة في تشغيل منزلك. تحتوي اللوحة القياسية المستخدمة في مصفوفة الأسطح السكنية على 60 خلية مرتبطة ببعضها البعض. قد تستخدم منشآت الطاقة الشمسية التجارية ألواحًا أكبر تحتوي على 72 خلية ضوئية أو أكثر. تعمل الخلايا الكهروضوئية الشمسية في ثلاث خطوات عامة:
1- يمتص الضوء ويفقد الإلكترونات
2- يتم التقاط التيار ونقله إلى الأسلاك
3- تتدفق الإلكترونات السائبة محدثة تيارا
يعد التأثير الكهروضوئي عملية معقدة ولكن هذه الخطوات الثلاث هي الطريقة الأساسية التي يتم من خلالها تحويل الطاقة من الشمس إلى كهرباء قابلة للاستخدام بواسطة الخلايا الشمسية في الألواح الشمسية.
الفرق بين الخلية الشمسية والخلية الكهروضوئية
تتشابه الخلايا الشمسية والخلايا الكهروضوئية إلى حد ما، ولكن يمكن التمييز بينهما بشكل كبير، حيث أن لكل منهما طريقة استخدام ودائرة كهربائية مختلفة، والخلية الشمسية مصممة لتعمل فقط تحت ضوء الشمس.
بينما تعتمد الخلية الكهروضوئية على أي مصدر ضوئي لتوليد الكهرباء؛ لذلك، أدناه سنناقش الفرق بين الخلية الشمسية والخلية الكهروضوئية.
تعريف محطة الطاقة الشمسية
محطة الطاقة الكهروضوئية، والمعروفة باسم الحقل الشمسي، هي نظام كهروضوئي واسع النطاق مصمم لتزويد شبكة الكهرباء الوطنية بالطاقة. وتختلف هذه المحطات عن الألواح الشمسية الموزعة على المباني من حيث أنها تقوم بتزويد الكهرباء حسب حاجة الاستهلاك المتوقعة.
تستخدم أنظمة الطاقة الشمسية المركزة العدسات أو المرايا لتركيز بقعة كبيرة من ضوء الشمس أو الطاقة الحرارية الشمسية على مساحة صغيرة.
ثم يتم تحويل الضوء المركز إلى حرارة، والتي تعمل على تشغيل محرك حراري متصل بمولد للطاقة، وبالتالي توليد الكهرباء. وتعتبر هذه الأنظمة تقنيات واعدة يمكن استخدامها لتوليد الكهرباء بكميات كبيرة.
إن تزويد محطات الطاقة الشمسية المركزة بتقنيات تخزين الطاقة الحرارية من شأنه أن يتيح توليدًا مستقرًا للكهرباء (الحمل الأساسي) على مدار 24 ساعة يوميًا، مما يجعلها مؤهلة للاتصال بشبكة الكهرباء الرئيسية.
وستدعم المحطة تنويع مصادر الطاقة المتجددة في أبوظبي، وزيادة القدرة الإجمالية للإمارة، وخفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.
استخدامات الطاقة الضوئية
استخدام الخلايا الكهروضوئية: أو ما يعرف بـ PV، والتي تقوم بتحويل الإشعاع الشمسي أو الضوئي بشكل مباشر إلى تيار كهربائي مباشر (DC) باستخدام الخلايا الشمسية الكهروضوئية. وتتكون هذه الخلايا من بعض المواد التي تقوم بعملية التحويل الكهروضوئي، وتسمى بأشباه الموصلات، مثل السيليكون والجرمانيوم وغيرها. وقد انتشر مؤخراً استخدام هذه الخلايا لإنتاج الطاقة الكهربائية في مختلف الاستخدامات، سواء كانت صغيرة كالمنازل، أو كبيرة تغذي الفنادق والمجمعات التجارية والمستشفيات، نظراً لانخفاض التكلفة الاستثمارية المطلوبة وكونها اقتصادية. ممكن. هذه التكنولوجيا مناسبة لكل من الصناعات الصغيرة والكبيرة إذا توفرت الظروف المناسبة. وأياً كان النظام المراد تركيبه، يجب على الشركة أو المؤسسة أو المصنع اتباع الخطوات المنصوص عليها في التعليمات المنشورة على الموقع الإلكتروني لهيئة تنظيم الطاقة والمعادن.