مخططات الطاقة الشمسية

بالعربي/ قد يبدو مفهوم إنتاج الطاقة من الشمس بسيطًا على السطح ، ولكنه معقد جدًا من الناحية العملية. يوضح الرسمان البيانيان المعروضان أدناه الجانبين الأساسيين للطاقة الشمسية ويجعلان من السهل فهم كيفية ملاءمتها للمسألة الأكبر المتعلقة بإنتاج الطاقة واستخدامها. افتحها واطبعها باستخدام Adobe Reader .

كيف تعمل الألواح الشمسية

الألواح الشمسية هي آلية لتحويل الطاقة الموجودة في ضوء الشمس – في أشكال جسيمات تسمى الفوتونات – إلى طاقة كهربائية قابلة للاستخدام.

داخل لوحة شمسية

يوجد داخل اللوحة رقاقات سيليكون بسماكة حوالي ملليمتر واحد مع شبكة دقيقة من التلامسات الكهربائية ، تسمى الصمام الثنائي ، بينهما. عندما تضرب الشمس رقاقة السيليكون الخارجية ، فإن الطاقة الموجودة في الفوتونات تقطع بعض الإلكترونات من جزيئات السيليكون ، والتي يتم التقاطها بعد ذلك بواسطة المجال الكهربائي للديود ، ويتم تصريفها بعيدًا عن اللوحة الشمسية كطاقة كهربائية.

بشكل أساسي ، يتم سحب الإلكترونات الضالّة مغناطيسيًا نحو الملامسات المعدنية للديود بمجرد تحريرها من الروابط الذرية لجزيئات السيليكون.

نجاعة

من أجل جعل العملية أكثر كفاءة ، يتم غش السيليكون في طبقة واحدة بذرات الفوسفور ، مما ينتج عنه شحنة موجبة ، والأخرى بها ذرات بورون مختلطة بها ، مما ينتج عنه شحنة سالبة. نتيجة الطبقات المشحونة بشكل معاكس هي تدفق أكبر للإلكترونات بينها ، والتي يتم اعتراضها بعد ذلك بواسطة الصمام الثنائي في المنتصف.

تزويد المنزل بالطاقة الشمسية

في المواقع خارج الشبكة ، تُستخدم الألواح الشمسية كنظام قائم بذاته لتوفير الطاقة الكهربائية. لكن المنازل الموصولة بالفعل بالشبكة الكهربائية تشترك في الطاقة ذهابًا وإيابًا مع الشبكة ، بحيث يكون هناك طاقة كافية للمنزل في الأوقات التي لا تنتج فيها الألواح الشمسية طاقة كافية – في الليل ، على سبيل المثال ، أو في الأيام الملبدة بالغيوم.

DC مقابل طاقة التيار المتردد

تنتج الألواح الشمسية طاقة تيار مستمر (تيار مباشر) ، وهي نفس طاقة بطارية السيارة. يمكن تصنيع المصابيح والأجهزة الكهربائية للعمل على طاقة التيار المستمر ، لكن الأجهزة الكهربائية التقليدية للمنزل مصممة لطاقة التيار المتردد (التيار المتردد). وبالتالي ، عادةً ما يتم توصيل الألواح الشمسية بصندوق عاكس للتحويل من التيار المستمر إلى التيار المتردد قبل الدخول إلى نظام الأسلاك المنزلية.

قياس استخدام الطاقة الشمسية

في المنازل الموجودة على الشبكة ، تمر الكهرباء عبر صندوق العدادات الخاص بشركة المرافق بعد أن تغادر العاكس ، حيث تختلط مع طاقة الشبكة قبل دخولها دائرة المنزل.

إذا كانت كمية التيار التي يتم سحبها بواسطة الأضواء والأجهزة في المنزل أكبر من التيار القادم من الألواح الشمسية ، فسيقوم صاحب المنزل بتحصيل فاتورة الطاقة. ومع ذلك ، إذا كان المنزل يستخدم طاقة أقل مما تنتجه الألواح ، فسوف يدور العداد فعليًا للخلف ، مما يرسل الطاقة الزائدة إلى الشبكة لاستخدامها في مكان آخر ويقلل من فاتورة الطاقة.

الطاقة الشمسية المبسطة

الطاقة الشمسية جذابة للغاية لأنها مصدر طاقة متجدد وغير ملوث . نظرًا لأن التكنولوجيا أصبحت أكثر تقدمًا ، فقد تصبح الألواح الشمسية أكثر انتشارًا.

المصدر/ lovetoknow.comالمترجم/barabic.com