تركيب الخلايا الشمسية ومكوناتها

تركيب الخلايا الشمسية أصبح أمر شائع بين المؤسسات والأبنية سواء التجارية أو الادارية، أو حتى المنازل التي يتطلع أصحابها إلى توفير الكثير من المال والحصول على مزايا تركيب الخلايا الشمسية، وكل هذا سنشرحه لكم بالتفصيل في هذا الموضوع.

تعرف على أسعار الخلايا الشمسية في مصر

لماذا أقوم بتركيب الخلايا الشمسية

أول شيء نبدأ بسرده في موضوع تركيب الخلايا الشمسية هو تعريفكم ما هي الخلايا الشمسية وما يمكن أن تقدمه لكم في النقاط التالية..

• الخلايا الشمسية أو كما تسمى أيضًا بالخلية الكهروضوئية هي جهاز يحول مباشرة طاقة الضوء إلى طاقة كهربائية من خلال التأثير الكهروضوئي.
• يتم تصنيع الغالبية العظمى من الخلايا الشمسية من السيليكون – مع زيادة الكفاءة وخفض التكلفة حيث تتراوح المواد من أشكال غير متبلورة إلى متعدد البلورات إلى أشكال بلورية (بلورية مفردة).
• على عكس البطاريات أو خلايا الوقود، لا تستخدم الخلايا الشمسية التفاعلات الكيميائية أو تتطلب الوقود لإنتاج الطاقة الكهربائية.
• الخلايا الشمسية على عكس المولدات الكهربائية  لا تحتوي على أي أجزاء متحركة.
• يتم ترتيب الخلايا الشمسية في مجموعات كبيرة تسمى المصفوفات، والتي تعمل بدورها هذه المصفوفات التي تتكون من عدة آلاف من الخلايا الشمسية الفردية كمحطات طاقة كهربائية مركزية وتحويل ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية لتوزيعها على المستخدمين الصناعيين والتجاريين والسكنيين.
• يتم تركيب الخلايا الشمسية في تكوينات أصغر بكثير  يشار إليها عادة باسم ألواح الخلايا الشمسية أو ببساطة الألواح الشمسية، من قبل أصحاب المنازل على أسطح منازلهم لاستبدال أو زيادة إمداداتهم الكهربائية التقليدية.
• تُستخدم ألواح الخلايا الشمسية أيضًا لتوفير الطاقة الكهربائية في العديد من المواقع الأرضية النائية حيث تكون مصادر الطاقة الكهربائية التقليدية إما غير متوفرة أو باهظة التكلفة لتركيبها.
• نظرًا لعدم وجود أجزاء متحركة قد تحتاج إلى صيانة أو وقود يتطلب تجديدًا، توفر الخلايا الشمسية الطاقة لمعظم المنشآت الفضائية، من الاتصالات والأقمار الصناعية إلى محطات الفضاء.
• كما تم استخدام تركيب الخلايا الشمسية في المنتجات الاستهلاكية، مثل الألعاب الإلكترونية والآلات الحاسبة المحمولة وأجهزة الراديو المحمولة.
• قد تستخدم الخلايا الشمسية المستخدمة في هذه الأجهزة الضوء الاصطناعي (على سبيل المثال ، من المصابيح المتوهجة والفلورية) وكذلك ضوء الشمس.

إقرأ المزيد عن الشركات المؤهلة لمشروعات الطاقة الشمسية

مكونات تركيب الخلية الشمسية

كما ذكرنا مُسبقًا أن مبدأ عمل الخلية الشمسية هو تعريضها لأشعة الشمس، تكتسب الإلكترونات الموجودة في الخلية الطاقة من الشمس، حتى تتمكن من الاهتزاز حرارياً، والعمل على تكسير الروابط، وانطلاق هذه الإلكترونات، وإنتاج تيار كهربائي، ولكن ما هي مكونات الخلية الشمسية التي تقوم من خلالها بهذه الوظيفة؟

 نذكر لكم في السطور القادمة مكونات تركيب الخلية الشمسية:

• السيليكون

 هو أهم مكون من مكونات الخلية الشمسية، يتم استخراج مادة السيليكون من مناجم السيليكا التي تتواجد غالباً في المناطق ذات التركيز العالي للكوارتز ومن ثم تتم معالجة السيليكون الذي يُستخدم داخل الخلايا الشمسية معالجة عالية، بحيث يتم صقل السيليكا حتى تصل إلى الصفات المعدنية، وعلى الرغم من أن هذه العملية تتم داخل فرن القوس الكهربائي، إلا أن خلية المادة تبقى كهروضوئية، فتعزز كمية الطاقة التي تطلقها الخلايا وتجعلها نقية، وذلك لأن السيليكون النقي هو بلوّري، لذلك فهو يعد مكون أساسي في تركيب الخلية الشمسية.

• الألواح

 الألواح هي الجزء الظاهر  في تركيب الخلايا الشمسية، ويتم ترتيب الألواح في الخلية الشمسية على شكل مصفوفات وذلك إما تكون الألواح على الأسطح، أو تكون على الأعمدة، أو تكون مباشرة على الأرض، أي أن كان  المكان الذي تُوضع فيه فإنه يتم تثبيتها باستخدام حوامل خاصة لها بشكل جيد، وأيضًا بزاوية مُثلى تتناسب مع اتجاه أشعة الشمس، وذلك حتى يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء.

• البطارية

بما أن عملية إنتاج الطاقة التي تقوم  بها الخلية الشمسية تحدث في أثناء النهار وقت سطوع الشمس، إذًا فإن الأمر يتطلب وجود مخزن لتخزين جزء من الطاقة التي تُنتجها حتى يتم استخدامها في الليل، وهذا تحديدًا ما تقوم به البطارية، حيث أنها تقوم بتخزين الطاقة التي تُتنجها الخلية الشمسية نهارًا ليتم إعادة استخدامها في الليل، أيضًا تقوم البطارية بعمل هام أيام الغيم التي لا يوجد فيها أشعة الشمس كافية لإنتاج الطاقة.

• جهاز التحكم في الشحن

في تكوين أي جهاز يعتمد على الخلايا الشمسية كمصدر للطاقة جهاز التحكم في الشاحن، فهو الذي يقوم بتنظيم الكمية المطلوبة من التيار التي تُغذيها الألواح الضوئية في البطاريات لشحنها، وهذه هي وظيفته الأساسية وهي منع وصول الشحنات الزائد للبطاريات، ويوجد أيضًا وظيفة أخرى هامة جدًاوتعمل على إطالة عمر الجهاز والمحافظة عليه وهي حجب تيار البطارية من التسرب مرة أخرى إلى المجموعة الضوئية في الليل أو عند اختفاء الشمس، فعمله مكمل لعمل البطارية.

• العاكس

تَستخدم الأجهزة الكهربائية المنزلية طاقة التيار المتردد  في حين تُنتج الألواح الشمسية طاقة التيار المستمر (اختصاره: DC)، لذلك فإن وظيفة العاكس هي تحويل طاقة التيار المستمر التي تُنتجها الخلايا الشمسية إلى طاقة التيار المتردد (اختصاره: AC)  وذلك لتجعلها ملائمة للأجهزة المنزلية التي تتطلب التيار المتردد لتقوم بعملها.

تعرف على استخدامات الطاقة الشمسية وأهميتها للمنازل

استخدامات الخلايا الشمسية

يدخل تركيب الخلايا الشمسية في عدة استخدامات ومجالات واسعة، يصعب ذكرها في أسطر معدودة ولكن يمكننا أن نقدم لكم بعض من استخدامات تركيب الخلايا الشمسية:

• الطاقة الشمسية للمواصلات:

يتم تركيب الخلايا الشمسية في السيارات، حيث يتم إنشاء هذه الطاقة الشمسية بواسطة الخلايا الكهروضوئية، ثم يتم نقل هذه الكهرباء إلى بطارية التخزين أو تشغيل المحرك، كان إد باسيريني أول شخص يقوم بصنع سيارة شمسية، حيث تم تصنيع أول سيارة تعمل بالطاقة الشمسية عام 1977.

• الخلايا الشمسية في الآلات الحاسبة:

تستخدم الآلات الحاسبة التي تعمل بالطاقة الشمسية الخلايا الكهروضوئية، حيث تعمل هذه الآلات الحاسبة مع الطاقة الشمسية، فيعطي ضوء الشمس القوة لتشغيل الآلات الحاسبة، تعمل الآلات الحاسبة الشمسية بشكل جيد للغاية في الإضاءة الخارجية.

• ألواح الخلايا الشمسية:

على السطح ، يتم الاحتفاظ بالألواح الشمسية. يتم استخدامه كسخان شمسي يسخن الماء. يمكن استخدام هذه المياه للاستحمام. أيضا ، استخدام آخر يساعد في توليد الطاقة. يمكن للأشخاص تخزين هذه الطاقة في البطارية الاحتياطية ويمكن استخدامها أثناء مشاكل انقطاع التيار الكهربائي. أو يمكن للأشخاص تخزين هذه الطاقة واستخدامها لتوليد الكهرباء في منازلهم وتوفير المال عن طريق خفض فاتورة الكهرباء

مالا تعرفه عن حسابات الطاقة الشمسية للمنازل والمضخات

• تدفئة المنازل

يُمكن الاعتماد على الطاقة الشمسية للعمل على تدفئة الغرف والمنازل، ويُمكن توضيح ذلك من خلال نموذج (الغرفة الشمسية)، ففي هذا النموذج تسمح الغرفة الزجاجية بعبور أشعة الشمس إلى داخلها خلال النهار من خلال ميزة الزجاج الشفاف الجامع لهذه الأشعة؛ للحصول على تدفئة للغرفة، ولاستمرار الحصول على التدفئة في فترة ما بعد مغيب الشمس فإنه من الممكن إضافة النباتات والصخور في الغرفة كنوع من الديكور، حيث سيُستفاد من هذه الصخور في أنها ستعمل على تخزين الحرارة ثُم الاستفادة منها بعد الغروب.

• تسخين المياه وتطهيرها

من أهم استخدامات الطاقة الشمسية ولعل أكثرها حظًا في الانتشار هو تسخين المياه وذلك باستخدام السخانات الشمسية،فهو أصبح الآن وسيلة فعالة للحصول على مياه ساخنة ونظيفة.

المراجع

azom