كيف تعمل الخلايا الشمسية لإضاءة الشوارع من الغسق إلى الفجر

أصغر جزء من اللوحة الشمسية هو الخلية دائمًا. لذلك، فهذا يعني ببساطة أن الخلايا الشمسية تشكل اللوحة الشمسية. لكن السؤال هو كيف تعمل الخلية أو اللوحة الشمسية؟ إن الإجابة على هذا السؤال ستؤدي مباشرة إلى إجابة الأعمال الداخلية للغسق الشمسي وضوء الشارع عند الفجر. ستكون قادرًا على رؤية وتقدير الابتكار المتمثل في أضواء الشوارع الشمسية. فكيف تعمل الخلايا الشمسية خلف الكواليس لتوليد الطاقة الشمسية وإنارة الشوارع التي نستمتع بها؟

فهم الخلايا الشمسية وكيفية عملها

أول شيء يجب أن تعرفه هو أن الألواح الشمسية تتكون من عدة وحدات تشكل الكل. وغالبا ما يشار إلى هذه الوحدات باسم الخلايا الكهروضوئية. ببساطة، هم كذلك الخلايا الشمسية. وهذه الخلايا الشمسية هي السبب والمصدر الرئيسي الذي يتم من خلاله تحويل ضوء الشمس إلى أشكال أخرى مختلفة من الطاقة.

تنتج الخلايا الشمسية التي تتكون منها الألواح الشمسية طاقتها عن طريق مرور جزيئات من الغسق الشمسي إلى فجر ضوء الشوارع المعروف بالفوتونات عبر خلاياها. عندما يمر هذا، ستكون التأثيرات هي أن الإلكترونات الموجودة ستتحرر بالقوة مع عدم قدرة الذرات الموجودة على السيطرة عليها. ومن الجدير بالذكر أيضًا معرفة أنه يمكن أيضًا تقسيم الخلايا الشمسية إلى أجزاء مختلفة.

تقسيم الخلايا الشمسية

وتنقسم الخلايا الشمسية إلى قسمين. لقد شبه العديد من الأشخاص أقسامهم بقطعتين من الخبز أو بضم شطيرة معًا. الآن هذين الجزأين اللذين تم تقديمهما مصنوعان إلى حد كبير من السيليكون وهي مادة ماهرة في شبه الموصلات. ستكون المادة مشابهة جدًا للعديد من المواد التي يمكن العثور عليها في مجال الإلكترونيات الدقيقة.

يبدأ عمل الخلايا الشمسية عندما يكون لهذه الخلايا مجال كهربائي كبير في الطبيعة. والآن، يتبنى هذا المجال الكهربائي العديد من ميزات المجال المغناطيسي. إحداها هي النقطة التي يتجاذبها الطرفان المتقابلان دائمًا. بالنسبة للخلايا الشمسية، سيكون إطلاق الشحنات السالبة والإيجابية.

ويترك تحقيق ذلك لمصنعي الخلايا الشمسية. وأغلبهم يخلط الطرفين بمواد متضادة مختلفة بهدف خلق شحنة موجبة وشحنة سالبة. ومن أهم المواد التي سيتم إضافتها الفوسفور والبورون. يجب إضافتها إلى الشريحتين لأن كليهما سيخلق الشحنات الموجبة والسالبة المطلوبة. وبصرف النظر عن هذه الشحنات التي يتم إنشاؤها، فإن إضافة هذه المواد من شأنه أن يؤدي إلى وجود مجال كهربائي في منتصف كلا الشريحتين.

والنتيجة هي أن الفوتون الذي تحدثنا عنه سابقًا سيحرر إلكترونًا في الخلية الشمسية. بمجرد أن يتحرر الإلكترون، فإن المجال الكهربائي الذي تم إنشاؤه سوف يتخلص بسرعة من الإلكترون عن طريق دفعه للخارج عبر المجال الكهربائي الذي تم إنشاؤه.

مواد أخرى مفيدة

الآن، في حين أن البورون والفوسفور ضروريان للتأكد من تكوين الشحنات الموجبة والسالبة، فإن هذا لا يعني بأي حال من الأحوال أنهما المادة الوحيدة المستخدمة. بينما لا تكون المواد الأخرى مسؤولة عن إنشاء الشحنات، فهي مسؤولة عن العملية المطلوبة لتحويل الطاقة التي يتم الحصول عليها إلى طاقة قابلة للاستخدام.

للمساعدة في مثل هذه العملية، ستحتاج الخلية الشمسية إلى ألواح معدنية موصلة للكهرباء. تلعب هذه الصفائح دور التأكد من جمع الإلكترونات التي يتم دفعها للخارج بشكل آمن. وبمجرد جمع هذه الإلكترونات، يتم نقلها بعد ذلك إلى الأسلاك. وبمجرد نقل الإلكترونات إلى الأسلاك أو الكابلات، تصبح النتيجة أن الإلكترون يصبح مثل أي وسيلة أخرى لتوليد الكهرباء الموجودة لدينا اليوم. أليس هذا مذهلا؟

ألواح شمسية رفيعة للغاية

مع استمرار المزيد من الابتكار في دفع الغسق الشمسي إلى فجر صناعة إنارة الشوارع للأمام، توصل الباحثون إلى اكتشاف أو اختراع جديد فيما يتعلق بالألواح أو الخلايا الشمسية. لقد اكتشفوا الخلايا الشمسية التي يصفونها بأنها نسخ رقيقة جدًا. تستمد هذه الخلايا اسمها من حجمها ووزنها. يبلغ وزن وسمك إحدى تلك الخلايا الشمسية حوالي 1.3. وعادة ما يتم حسابه بالميكرون. بمعنى آخر، هذا يعني أن الخلايا الشمسية هنا أخف من ورق A4 الذي من المحتمل أن تراه في المكاتب اليوم. لا يمكن وصفه بأنه أخف وزنًا فحسب، بل يُنظر إليه أيضًا على أنه أخف بمقدار 20 مرة! هذا أمر لا يصدق.

ويعتقد أن الخلايا الشمسية الفائقة لديها القدرة على البقاء لفترة على الفقاعات التي تتشكل بالصابون. هذه هي طبيعتها الرقيقة وكم هي خفيفة.

تكنولوجيا الطاقة الشمسية المماثلة

وبصرف النظر عن الخلايا الشمسية، هناك أشكال أخرى من تكنولوجيا الطاقة الشمسية التي تستخدم أساليب مماثلة. وقد يشمل بعضها الطاقة الشمسية المركزة والتي تُعرف أيضًا باسم الطاقة الشمسية المركزة. ومع ذلك، هناك شيء واحد متشابه بين جميع هذه التقنيات. وكلهم يسعون لجمع الطاقة اللازمة من الشمس وتحويلها إلى حرارة أو كهرباء. إن أضواء الشوارع بالطاقة الشمسية هي مجرد واحدة من الصناعات العديدة التي تصنع فيها الطاقة الشمسية موجات.

الغسق الشمسي إلى ضوء الشارع الفجر: الاستنتاج

إذا كان هناك شيء واحد يمكن أن يثير الرهبة، فهو طريقة عمل الخلايا الشمسية. في كثير من الأحيان، بالمقارنة مع الخلايا الموجودة في جسم الإنسان، فإن العمل الذي يتم من أجل خلق الغسق الشمسي حتى فجر ضوء الشارع هو عمل مذهل، على أقل تقدير. إذا كنت تتطلع إلى الحصول على مصابيح الشوارع بالطاقة الشمسية، فربما ينبغي عليك التحقق من النماذج التي تم تصنيعها بواسطة إضاءة ديل. من خلال المعرفة الصحيحة بعمل جميع الخلايا الشمسية وكيف تساعد أضواء الشوارع الشمسية، يجب أن يكون لديك الأساس المناسب للمضي قدمًا وتعلم المزيد عن الطاقة الشمسية وبالتالي أضواء الشوارع الشمسية.

قد ترغب في الاطلاع على مقالتنا حول إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية ppt: المكونات وسبب أهميتها.