- ماذا يكون اللوح الشمسي؟
- من اخترع الألواح الشمسية؟
- كيف تعمل الألواح الشمسية؟
- استخدامات الألواح الشمسية
- طاقة شمسية
نفسر ما هي الألواح الشمسية ومن اخترع هذا الجهاز. بالإضافة إلى ذلك ، كيف يعمل وما الغرض من استخدامه.
ماذا يكون اللوح الشمسي؟
الألواح الشمسية أو الوحدات الشمسية هي أجهزة مصممة لالتقاط الإشعاع الكهرومغناطيسي من شمس، لاستخدامها لاحقًا وتحويلها إلى أشكال مختلفة من طاقة مفيد ، مثل طاقة حرارية (تم الحصول عليها بواسطة مجمعات الطاقة الشمسية) و الطاقة الكهربائية (تم الحصول عليها عن طريق الألواح الكهروضوئية).
ظهر هذا النوع من القطع الأثرية في منتصف القرن العشرين واستخدم لتوفير طاقة ثابتة ل الأقمار الصناعية وضعها في مدار حول الارض، ثم تحسين جودة الحياة من السكان بعيدًا عن جميع أشكال الأسلاك الكهربائية التقليدية أو ناقل الحركة.
منذ ذلك الحين ، اكتسبت أهمية كبديل محتمل للأشكال التقليدية للطاقة ، والتي كانت في أزمة منذ نهاية القرن بسبب الارتفاع الشديد الطلب الطاقة العالمية وبتكلفة إيكولوجية عالية لإنتاجها.
من اخترع الألواح الشمسية؟
تعتبر الألواح الشمسية ورثة التصميمات الكهروضوئية المبكرة للفيزيائي الفرنسي ألكسندر إدموند بيكريل في عام 1839 ، على الرغم من أن أول خلية شمسية بدائية أنتجها الأمريكي تشارلز فريتس في عام 1883. على الرغم من أنها كانت فعالة بنسبة 1 ٪ فقط ، إلا أنها جذبت اهتمامًا كافيًا لدرجة أنه في عام 1946 حصل راسل أول على براءة اختراع للخلية الشمسية الحديثة.
ومع ذلك ، في عام 1954 ، اكتشفت مختبرات بيل أن أشباه الموصلات السيليكونية حساسة للغاية خفيفة، مما سمح بتصنيع أول خلية شمسية تجارية ذات عائد تقريبي قدره 6 ٪ في نفس العقد ، مما سمح بإطلاق أول أقمار صناعية سوفيتية وأمريكية في عامي 1957 و 1958 على التوالي ، باستخدام تصميم الخلايا الشمسية من اعمال هوفمان للإلكترونيات. كانت أول مركبة فضائية تستخدم الألواح الشمسية هي American Vanguard 1 ، التي تم إطلاقها في عام 1958.
ستظهر الإصدارات المعاصرة من الألواح الشمسية في عام 1970 (تم تزويدها بزرنيخيد الغاليوم أو بنية غير متجانسة GaAs) و 1980 (مع الترسيب الكيميائي لـ المعادن بواسطة الأبخرة العضوية). مع هذه النماذج الجديدة ، تم رفع كفاءة الألواح الشمسية بنسبة تصل إلى 22٪ وفي الإصدارات الأحدث إلى 30٪.
كيف تعمل الألواح الشمسية؟
تمتص الألواح الشمسية الإشعاع من الشمس بفضل مجموعة بلورات مادة أشباه الموصلات التي تتكون منها: السيليكون البلوري أو زرنيخيد الغاليوم ، والتي عند الاتصال تستجيب للتأثير الكهروضوئي ، والذي وفقًا لمادة معينة يمكن أن تنبعث الإلكترونات عند قصفها بالإشعاع الكهرومغناطيسي (عادةً ضوء مرئي أو ضوء فوق بنفسجي).
هذه المواد تتلقى ضوء الشمس وتولد a الحقل الكهربائي، والتي يتم إعادة توجيهها بعد ذلك عبر الكابلات وأجهزة الإرسال إلى أجهزة التخزين. وهكذا ، فإن الهياكل من الألواح المعدنية غير القابلة للصدأ تتعرض باستمرار لـ ضوء الشمس، تلتقط باستمرار الطاقة الحرارية و / أو الضوئية من الإشعاع الشمسي.
استخدامات الألواح الشمسية
تستخدم الألواح الشمسية لتوليد الحرارة ص كهرباء من ضوء الشمس ، قال بسرعة. اعتمادًا على الحالة ، يمكننا التحدث عن نوعين من اللوحات:
- مجمعات الطاقة الشمسية الحرارية. الألواح الشمسية التي يتم تداولها من خلالها ماء أو أ سائل المستقبلات الحرارية ، والتي يتم تسخينها بواسطة الطاقة المأخوذة من الشمس ثم يتم ضخها في ترمس مملوء يشرب الماء، والتي تنتقل إليها الحرارة المرسلة وتستأنف الدورة. بهذه الطريقة يمكنك الحصول على الماء الساخن للاستخدام اليومي أو لتدفئة الغرف.
- الألواح الشمسية. تتكون من خلايا تقوم بتحويل الضوء إلى كهرباء ثم تنقله عبر الأسلاك إلى خلية أو خلية كهروضوئية ، والتي تستقبل الحمولة المتولدة وتخزنها ، لتزويد الكهرباء لمستخدميها المحليين المختلفين.
طاقة شمسية
بجانب قوة الرياح ص الحرارة الأرضية، ظهرت الطاقة الشمسية في بداية القرن الحادي والعشرين كأمل إنسانية، لأن الطلب على الطاقة لا ينقطع في العالم الأبدي والطرق التقليدية للحصول عليها باهظة التكلفة بشكل متزايد من الناحية المالية والبيئية. احتراق الوقود الحفري، على سبيل المثال ، من المفترض أن تكون مسؤولة إلى حد كبير عن التغيرات المناخية التي عانى منها العالم في الآونة الأخيرة ، بسبب التركيز العالي للغازات من الاحتباس الحراري على ال أجواء.
وبالتالي ، يبدو أن تركيب الألواح الشمسية في المنازل والمركبات وحتى تصنيع محطات الطاقة الشمسية في المواقع الصحراوية هو مستقبل الحصول على الكهرباء ، طالما أنه من الممكن تعظيم أداء الألواح الشمسية التي نعرفها ونستخدمها اليوم. . وبالمثل ، يبدو أن الطاقة الشمسية أساسية في الحفاظ عليها الهياكل والآلات في الفضاء ، للبشرية التي تهتم بشكل متزايد باستعمار الآخرين الكواكب وفي استكشاف الفضاء. إنه بلا شك أ تكنولوجيا مليء بالمستقبل.