كيف تصنع الألواح الشمسية المولدة للكهرباء؟

 

كيف تصنع الألواح الشمسية المولدة للكهرباء؟

الألواح الشمسية هي عبارة عن جهاز يُستخدم في القيام بتوليد الطّاقة الكهربائيّة من خلال أشعّة الشّمس، وذلك من خلال تحويل الطّاقة الضوئيّة  الصادرة من الشمس إمّا إلى طاقة كهربائيّة، أو إلى طاقة حراريّة، أو من خلال  تحفيز ضوء الشّمس علي القيام بإحداث تفاعُلات كيميائيّة مُعيّنة، والطّاقة النّاتجة من خلال الألواح والخلايا الشمسيّة تُعتبرمن الطاقات الطبيعيةوالمُتجدّدةً؛حيث أن مصدرُها الشّمس والتي لا تنضبُ عمليّاً، وهي طاقة نظيفة وأيضا صديقة للبيئة. والشّمس تعتبر أكبرُ مصدر من مصادر الطّاقة والموجودٍة بالقُرب من الأرض،  وعلي الرغم من ذلك إلا أنَّ قُوّة أشعتها عندما تصلُ إلي سطح الأرض  قد تكون صغيرةً جدّاً بمُقارنتهاً بطاقتها الأصلية، و يأتي ذلك بسبب تشتُّتها في الفضاء وكذلك إمتصاص سُحب الأرض والغلاف الجوي لجُزءٍ من أشعتها، فيتشتَّتُ أكثر من نصف أشعة الشّمس أثناء  القيام بعُبورها من أعالي الغلاف الجوي  متسلطة إلى السّطح فحسبْ، ومع كل ذلك، تبقى كميّة الطّاقة التي تقوم بإ ستقبالُها سطح الأرض من خلال الشّمس تكون كافيةً في حالة إحسان إدارتها وكذلك استخدامها لتغطية احتياجات جميع البشر من الطّاقة .

تعريف الضوء:-

الضّوء هو عبارةٌ عن مجموعة من الأمواجٍ من الطّاقتين الكهربائيَّة وكذلك المغناطيسيَّة، وتتكوَّن هذه الأمواج من جُسيماتٍ متنهاية الصغر جداً وقد تُسمّى بالفوتونات، وكذلك يُمكن استخدام تقنياتٍ وأنواع مُحدّدة من المادة حتي نستطيع لاستفادة من الفوتونات في  القيام بعملية إنتاج الطّاقة الكهربائيّة أو الطاقة الحراريّة، ومن الأسهل القيام بتحويلُها إلى حرارة مُباشرة، ولكن ذلك قد لا يَفي الاستخدامات  المتعددة المطلوبة لها. ويُمكننا الحصول على الحرارة من خلال القيام بوضع طبقةٍ زُجاجيّةٍ  فوق مادّة معدنيَّة، وكذلك بالاستفادة من خواص الفلزّات  التي تعمل علي الحرارة  والتي يمكن بسهُولة تقوم  بتجميع حرارة الشّمس وكذلك الاستفادةُ منها في عمليات تسخين الهواء أو المياه للاستخدامات المنزليَّة، مثال علي ذلك السّخانات الشمسيّة.

كيفية صناعة خليّة شمسيّة باستخدام موادّ أوليّة بسيطة متمثلة في:-

رقائق من عنصر مادّته تكون شبه مُوصلة؛ وإحداها تحملُ شحنةً موجبةً والثانية  تحمل شحنةً سالبةً، وتجدر الإشارة هنا إلى أنّ المواد شبه المُوصلة قد  تُعالَج كيميائيّاً قبل القيام باستخدامها.وفي العادة، المادّة الأساسيّة المستخدمة  لبناء اللّوح الشمسيّ هي عبارة عن رقائق السّيليكون المُبلورة، وإمّا أن تكونَ أحاديّة  التبلورأو مُتعدّدة التّبلور.

استخدام جهازٌ ضابط للشُّحنة (Charge controller)

استخدام أسلاك للقيام بنقل التيّار الكهربائيّ0.

استخدام حِمل كهربائيّ أو بطّاريات لتخزين الطّاقة.

استخدام عاكسٌ كهربائيّ (للقيام بتحويل التّيار من المُتردّد إلى المُتناوب)0

استخدام  غلاف زجاجيّ بهدف  عملية حمايتها من العوامل الجويّة المُحيطة وكذلك العوامل الخارجيّة، مثل الحيوانات.

استخدام قطعتان من الزّجاج المصقول بنفس الحجم0

الاستعانة  بقلم رصاص.

استخدام أفوميتر (وهوأداة لقياس الجُهد وكذلك التيّار الكهربائيَّيْن)

استخدام لاصق شفّاف0

طريقة الإعداد يُمكن اتّباع الخطوات الآتية لصناعة لوحٍ شمسي:

 أولا:القيام  بتركيب اللّوح الشمسيّ عن طريق إلصاق الألواح الزجاجيّة مع رقائق السّيليكون، ويتطلَّبُ هذا استعمال موادٍّ خاصّةٍ.به

ثانيا:- يتم تُوصَيل العاكس الكهربائيّ مع البطاريّة باستخدام مجموعةٍ من الأسلاك، حيثُ يتمّ توصيل الأسلاك السلبيّة مع الأقطاب السلبيّة والقيام بالعَكْس0

ثالثا:-قم بتُوصَيل جهاز ضبط الشّحنة مع البطاريّة من جهة ومع اللّوح الشمسيّ بالجهة الأُخرى، وذلك عن طريق استخدام مجموعة من الأسلاك 0

رابعا:-يُمكنك تمديد أسلاكٍ إضافيّةٍ للقيام بربط البطاريّة بأجهزة مُحدّدة داخل المنزل.

خامسا نقوم بوضع اللّوح الشمسيّ في الخارج بمكانٍ تتوافَّرُ فيه الكثير من أشعة الشّمس، بحيث يُمكن أن يبدأ بالعمل بتحويل الطاقة الشمسية

 آلية عمل الألواح الشمسيّة:

تعمل الألواح الشمسية عن طريق تعرّض الخلايا الشمسيّة إلي أشعّة الشّمس بعد وضعها في أماكن تتوافر فيه أشعة الشمس وتعمل الفوتونات الضوئيّة إلى تحميل طاقتها إلى الإلكترونات وتختزلها  في القطب المُوجب للسّيليكون ممّا يُؤدّي إلى عملية  تأيُّنها، بمعني اكتساب ذرّاتها لشحنة كهربائيّة، بعد ذلك  تتحرك الإلكترونات – التي تتركُ الذرّات المشحونة – بين الأقطاب مُحدثةً بعد ذلك  تيّاراً كهربائيّاً مُستمرّاً0

إ.

رابط فيديو لمشاهدة  كيفية عمل الألواح الشمسية:-