الطاقة الشمسية وكيفية عمل الألواح الشمسية

تعمل الطاقة الشمسية عن طريق التقاط الطاقة المنبعثة من الشمس وتحويلها إلى كهرباء تُستخدم في المنازل وأماكن العمل .

كيف يتم توليد الطاقة الشمسية

وتعتبر الشمس مُفاعل نووي طبيعي ، يَخرج من الشمس باقات صغيرة من الطاقة تسمي الفوتونات ، التي تسافر من الشمس إلى الأرض قاطعةً مسافة تُقدر بحوالي 93 مليون ميل .

وتعمل هذه الفوتونات علي توليد الطاقة اللازمة إلى العالم كله ، وتُستخدم هذه الطاقة في الولايات المتحدة بنسبة تصل إلى خمسة عشر في المائة من الطاقة الكُلية المستخدمة .

وفي الآونة الاخيرة نجد أن تكنولوجيا الطاقة الشمسية تتحسن بالإضافة إلى تقلص التكلفة الخاصة بها ، بالتالي يجب علينا الاستفادة أكثر من الطاقة الشمسية ،  ويوضح تقرير عام 2017 الصادر عن وكالة الطاقة الدولية أن الطاقة الشمسية أصبحت مصدر الطاقة الأسرع نمواً في العالم ، مما يعني تفوق الطاقة الشمسية علي كل أنواع الوقود الأخرى ، في السنوات القادمة سنستفيد جميعًا من فوائد الكهرباء المولدة بالطاقة الشمسية بطريقة أو بأخرى .

كيفية عمل الألواح الشمسية

تأخذ الخلايا الشمسية الفوتونات الصادرة من الشمس فتتحول إلى إلكترونات التي تعمل علي توليد الطاقة ، وتحتوي اللوحة الشمسية على العديد من الخلايا التي تُولد الإلكترونات اللازمة لتوليد الطاقة ، ويمكن توصيل عدد من اللوحات مع بعضها لزيادة الطاقة المُنتجة .

من أي شيء تُصنع الألواح الشمسية

تتكون الألواح الشمسية  من العديد من الخلايا الشمسية ، وتُصنع الخلايا الشمسية من مادة السيليكون ، ويتم توصيلها بحيث يكون هناك طبقة إيجابية وأخري سلبية ، فتعملا معاً على خلق مجال كهربائي ، تماماً كما هو الحال في البطارية .

كيف تقوم الألواح الشمسية بتوليد الكهرباء

تقوم الألواح الشمسية بتوليد تيار كهربائي ثابت عن طريق إمتصاص أشعة الشمس ، حيث تتحرك الإلكترونات في التيار الثابت في إتجاه واحد حول الدائرة الكهربائية ، أما التيار المتردد فإن هذه الإلكترونات تُضخ ثم تُسحب عكس إتجاهها بشكل منتظم ، مثل ما يحث عند تشغيل محرك السيارة .

ولقد تم اختيار طاقة التيار المتجدد لشبكة الطاقة الكهربائية في الولايات المتحدة لما تتميز به من تكلفة رخيصة ، يتم الحصول علي التيار المتردد عن طريق تحويل التيار المباشر الناتج عن الألواح الشمسية بواسطة مُحول .

ويوجد العديد من أنواع الطاقة يمكنها أن تشغل هذا المحول مثل الغاز أو وقود السيارات والفحم والرياح  أو الطاقة الشمسية .

العمل الذي يقوم به المُحول

يقوم المُحول الشمسي بأخذ التيار المباشر من الألواح الشمسية وتحويلها إلى تيار متردد وتكمن أهمية المُحول في كونه العقل المُفكر لهذا النظام ، حيث يقوم بحماية نظام تشغيل الألواح الشمسية وما به من دوائر بشكل يُمكننا من الحصول علي الطاقة الكهربائية المطلوبة بشكل مُميز ، ولقد سيطرت المحولات المركزية على صناعة الطاقة الشمسية منذ البداية ، وهناك أيضا المحولات الصغيرة التي تعمل علي رفع كفاءة كل لوحة شمسية ، فعند وجود مشكلة في إحدى الألواح الشمسية فإن وجود مثل هذه المُحولات الصغيرة تجعل بقية الألواح الشمسية تعمل بكفاءة عالية دون التأثر بهذه المشكلة .

كيف يعمل نظام الطاقة الشمسية

ها هي بعض الأمثلة التي تُبين كيف تعمل الطاقة الشمسية في المنزل ، تمتص الألواح الشمسية الموضوعة علي سقف المنزل الأشعة فتحولها إلى تيار مباشر فتجد مُحول يقوم بتحويلها إلى تيار مُتردد ، ويمكن استخدامها كطاقة كهربائية في المنزل ، حيث إنها نظيفة وسريعة وتعمل بكفاءة عالية طول الوقت .

ولكن ماذا يحدث في الليل عند عدم وجود الشمس ؟! لا تقلق لأن الألواح الشمسية تعمل بنظام يسمي قياس الشبكة ، عندما تنتج الألواح الشمسية طاقة زائدة في ساعات النهار فإنها تُخزنها لاستخدامها في الأوقات الأخرى .