تطبيقات الخلايا الكهروضوئية في الحياة

تعريف الطاقة الشمسية الكهروضوئيةهي الطاقة التي تستخدم الأشعة الشمسية لتحويلها إلى طاقة كهربائية باستخدام ألواح أشباه المواصلات، وتعدّ المصدرَ الأكثر تطوراً للطاقة الشمسية في وقتنا الحاضر.تعريف التأثير الكهروضوئيالتأثير الكهروضوئي هو عملية توليد الجهد أو التيار الكهربائي في الخلية الكهروضوئية عندما تتعرض لأشعة الشمس. تتكوّن هذه الخلايا الشمسية من نوعين مختلفين من أشباه الموصلات – نوع p ونوع n – يتمّ ربطُهما معاَ لإ. تعريف الطاقة الشمسية الكهروضوئيةهي الطاقة التي تستخدم الأشعة الشمسية لتحويلها إلى طاقة كهربائية باستخدام ألواح أشباه المواصلات، وتعدّ المصدرَ الأكثر تطوراً للطاقة الشمسية في وقتنا الحاضر.تعريف التأثير الكهروضوئيالتأثير الكهروضوئي هو عملية توليد الجهد أو التيار الكهربائي في الخلية الكهروضوئية عندما تتعرض لأشعة الشمس. تتكوّن هذه الخلايا الشمسية من نوعين مختلفين من أشباه الموصلات – نوع p ونوع n – يتمّ ربطُهما معاَ لإنشاء تقاطع p-n. من خلال الانضمام إلى هذين النوعين من أشباه الموصِلات، ليتشكلَ مجال كهربائي في منطقة التقاطع حيث تنتقل الإلكترونات إلى الجانب p الموجب وتتحرك الثقوب إلى الجانب n السالب. يتسبّب هذا المجال الكهربائي في تحرُّك الجسيمات سالبة الشحنة في اتجاه واحد، والجسيمات موجبة الشحنة في الاتج. تطبيقات التأثير الكهروضوئييُستفاد من طاقة الضوء في تفكيك الإلكترونات الموجودة داخل جسم معدني صُلب من خلال حصول عملية تصادم بين الفوتون -الجسيم الضوئي- والإلكترون يؤدي إلى تحرر الإلكترون، ويُستفاد من هذه القدرة في العديد من التطبيقات منها: 1. الخلية الكهروضوئية التي تحوّل الطاقة الضوئية الساقطة عليها في صورة فوتونات إلى طاقة كهربائية في صورة تيار كهربائي. 2. التصوير الفوتوغرافي يستخدم التأثير الضوئي في أنابيب الكاميرات التلفزيونية، أو مكثفات الصور، حيث تتحوّل الفوتونات المتحررة إلى صور. 3. تحليل المواد الكيماوية. 4. ال. . قبل الحديث عن الطاقة الكهروضوئية الشمسية، يجدر الإشارة إلى تاريخ الطاقة الشمسية التي بدأ استخدامها في القرن الثالث عشر قبل الميلاد من خلال عدسات مكبّرة، لتركيز الإشعاع الشمسي وإشعال النار، وفي القرن الثالث قبل الميلاد حيث استخدمها الرومان واليونانيون لإشعال المشاعل في الطقوس الدينية عن طريق المرايا، وكانت الغرف الشمسية أحد أقدم استخدامات الطاقة الش. . إيجابيات الطاقة الكهروضوئية1. تعمل أنظمة الطاقة الكهروضوئية على مدار العام. 2. تحقق الاستقلال الطاقة. 3. لا تحتاج إلى عمليات صيانة معقدة. 4. تعدّ مصدراً طاقياً متجدداً صديقاً للبيئة. 5. يقلل من فواتير الكهرباء.سلبيات الطاقة الكهروضوئية1. يعتمد أداء النظام على التعرض الشمسي. 2. يحتاج إلى تجهيز منطقة خاصة للعمل. 3. تعتمد الأرباح على التشريعات القانونية.. تعريف الخلية الكهروضوئيةالخلية الكهروضوئية (PV) هي تقنية تحول الطاقة الشمسية إلى كهرباء مفيدة من خلال عملية تسمى التأثير الكهروضوئي، يوجد عدة أنواع مختلفة من الخلايا الكهروضوئية التي تستخدم جميعها أشباه الموصلات للتفاعل مع الفوتونات القادمة من الشمس من أجل توليد تيار كهربائيّ.مكونات الخلية الشمسية الكهروضوئيةتتكوّن الخلية الكهروضوئية من طبقتين مصنوعتين من مادة شبه موصِلة إحداهما طبقة موجبة ، والطبقة الثانية طبقة سالبة تحمل الإلكترونات، ويغلبُ استخدام مادة السيليكون كمادة نصف ناقلة في الخلية الشمسية الذي يختلف في تركيب كلا الطبقتين من حيث الشوائب الموجودة فيه، فالطبقة السالبة مصنوعة من سيليكون بلوري فيه نسبة خفيفة من شوائب الفوسفور، وعدد كبير من الإلكترونات الحرة وهو السبب لتسميتها بالطبقة السالبة، أما الطبقة الموجبة فيكون السيليكون المستخدم فيها بنسبة قليلة من شوائب البورون وعدد قليل من الإلكترون. كيفية عمل الخلايا الضوئيةيتمثل العمل الرئيسي للخلايا الكهروضوئية في تحويل طاقة الفوتون الموجودة في الأشعة الشمسية الساقطة على الخلية إلى طاقة كهربائية نتيجة تأثير الفعل الكهروضوئية. وتتمّ هذه العملية وفق الخطوات التالية: 1. تمتصّ الخلية الكهروضوئية فوتونات الضوء الساقط على الخلية الذي يفكك إلكترونات السيليكون، ويؤدي إلى تشكل الإلكترونات. 2. تتدفق الإلكترونات بين طبقتي السيليكون المستخدمة في الخلايا الكهروضوئية التي تعالج بهدف إنشاء مجال كهربائي يسمح بتدفق الإلكترونيات الح. . الفرق بين الألواح الشمسية والألواح الشمسية الكهروضوئيةبينما تُثبّت الألواح الكهروضوئية من أجل تحويل الطاقة الحرارية إلى كهربائية، تُحوّل الألواح الضوئية الإشعاع الشمسي إلى حرارة، وهذا الاختلاف في الوظيفة ينتج عنه اختلاف في طريقة التصميم أيضاً. تمتص الألواح الشمسية الإشعاع الشمسي الذي يصل إلى لوح الامتصاص الذي ينقل الطاقة إلى الوسيط، وهو عبارة عن محلول مائي أو محلول جليكول يزوّد المبادل بالحرارة على شكل ماء ساخن. والأهم من ذلك، أن الألواح الشمسية يقتصر عملها على وجود الشمس، ما يعني خسارات كبيرة في الحرارة في الأيام الباردة والغائمة، في حين أن الأ. الفرق بين الخلايا الشمسية والخلايا الكهروضوئيةتختلف الخلايا الشمسية الكهروضوئية من حيث طريقة الاستخدام وآلية العمل، وهو ما سنتحدث عنه في هذه الفقرة. الفرق من حيث التقنية وآلية العمل يكمن الفرق الأساسي بين الخلية الشمسية والخلايا الكهروضوئية في أن الخلية الشمسية مصممة للعمل تحت تأثير ضوء الشمس، في حين يمكن للخلية الكهروضوئية توليد الكهرباء بالتعرض إلى أي مصدر ضوئي. من ناحية أخرى، تكون كمية الطاقة المتولدة من الخلايا الكهروضوئية محدودة، ما يستدعي توصيل عدة خلايا لإنشاء اللوح الشمسي، وكلما كانت الطاقة المراد إنتاجها أكبر زاد عدد الخلايا الش. كيفية استخدام الطاقة الكهروضوئيةتلتقط الألواح الكهروضوئية الشمسية ضوء الشمس، فتتحرر الإلكترونات الموجودة في خلايا السيليكون بلوحة الطاقة، ليتولد تيار كهربائي مباشر، ثم يحوله العاكس إلى تيار متناوب يُستخدم للاستخدام المنزلي والمؤسساتي. حيث تحول الخلا. تطبيقات الخلايا الكهروضوئية1 توليد الطاقة الشمسية تُستخدم الخلايا الكهروضوئية بشكل أساسي في الألواح الشمسية لتوليد الكهرباء من ضوء الشمس. . 2. الأجهزة الإلكترونية المحمولة . 3. أنظمة الطاقة خارج الشبكة . 4. تسخين المياه بالطاقة الشمسية . 5. النقل والمركبات .