خلية PV

محتويات

خلايا الطّاقة الشّمسية

الخلايا الشّمسية هي عبارة عن جهاز كهروضوئي، ويعمل على تحويل الطاقة المنبعثة من الشّمس إلى طاقة كهربائية بشكل مباشر، ويعتمد على التأثير الضوئي في عمله، ويُطلق أيضاً على الخلايا المُستخدمة فيه بالخلايا الضوئية والكهروضوئية؛ حيث تجمع الخلايا الشّمسية المثبّتة على الألواح الشّمسية الطاقة الشمسية الساقطة وتحوّلها إلى طاقة كهربائية.

خلية PV

pv cell ويُطلق عليها الخلية الضوئية، أو خلية الفولتية الضوئية photo voltaic cell، وهي أحد أنواع الأجهزة التي تحوّل الطاقة الملتقطة من الشمس إلى طاقة كهربائية دون وسائط وبشكلٍ مباشر، وتتكوّن من عناصر بلورية وغير بلورية، ومكوّنة بشكل أساسي من عنصر السليكون.

مولد كهرباء بالطافة الشّمسية

اشتهر حديثاً استخدام الطاقة الشمسية في توليد الكهرباء بدلاً من الوقود الأحفوري المهدّد بالانقراض قريباً، عدا عن تهديده للبيئة من خلال تعريض الكرة الأرضية للتلّوث، ومشاكل عديدة أخرى كزيادة ثقب طبقة الأوزون، ورفع درجة حرارة الأرض، والاحتباس الحراري؛ مما يؤدّي إلى ذوبان الثلوج في الأقطاب، فبدلاً من تزويد مولّد الكهرباء بالوقود حتّى يعمل يُربط بالخلايا الشمسية التي تنتج الطاقة بشكل مباشر، وتزوّد المولد الكهربائي وأيّ جهاز آخر بالطاقة اللازمة. هناك أنواع عدّة للخلايا الشمسية، ومنها ما يلي:

• خلايا تشغّل باستخدام السيلكون أحادي التبلر، وتنتج طاقة بكفاءة 16%.
• خلايا تُشغّل باستخدام باستخدام السيلكون عديد التبلر، وتنتج طاقة بكفاءة 13%.
• الخلايا المورفية: وتشغّل عن طريق ترسيب طبقات من السليكون على الألواح الشمسة المستخدمة، وتنتج طاقة بكفاءة 3-6%، وتُعد أقل تكلفةً من النوعين السابقين.

وتستخدم كلٌّ من الخلايا السابقة لإنتاج الطاقة، وتُربط بالمولّد الكهربائي المراد تشغيله عن طريق قنوات ربط موصلة للتيار الكهربائي.

مشاكل استخدام الطاقة الشمسية في توليد الطاقة الكهربائية

• تلوّث الألواح الشمسية بالغبار: وبالتالي تفقد 50% من كفاءتها، فيجب تنظيفها بشكل شهري لضمان نقائها، وإعطائها نفس القدر من الكفاءة المطلوبة.
• تعتمد الألواح الشمسية على الشمس وضوئها لإنتاج الطاقة، فبالتالي لا يمكن الاستفادة من هذه الألواح لإنتاج الطاقة في فترات الليل أو عند اختفاء ضوء الشمس بسبب بعض الأجواء المُناخية، على الرّغم من إمكانية تخزين الطاقة المنتجة لاستخدامها لاحقاً لكن تتمّ هذه العملية باستخدام معدّات ذات تكلفة مرتفعة وإضافية.
• ارتفاع أسعار الخلايا الشمسية ومعدّاتها؛ حيث تتميّز بارتفاع أسعارها وعدم انتشارها بشكلٍ كبير في الأسواق؛ ويعود السبب لغلاء العناصر التي تدخل في تصنيعها وندرة وجودها، لذلك يقل استخدامها في البلاد وخاصّة في الدول الناميّة.