الطاقة الشمسية 2 بقلم مهندس محمد عبد المجيد

تعتبر الفكرة الاساسية لاستخدام تطبيقات الشمسية أن الكهرباء الناتجة من الطاقة الشمسية هى كهرباء نقية ونظيفة ولاتلوث البيئة بعكس مصادر الطاقة الأخرى أمثال البترول والغاز الطبيعى والفحم التى تنتج عنها غازات ضارة بالبيئة واخطرها التاثير الكربونى وهو (غاز ثانى اكسيد الكربون) الذى يساهم فى تفكك طبقة الاوزون التى تمنع وصول الاشعةالضارة من الشمس اللى الارض وبالتالى فان التحول إلى إنتاج الكهرباء من الطاقة الشمسية اصبح اتجاها عالميا واضحا فى العشرين عاما الأخيرة .

تستخدم الطاقة الشمسية لإنتاج الكهرباء والحرارة معا حيث تستخدم فى تطبيقات تزويد المنازل بالكهرباء اللازمة لها وتستخدم كذلك فى السيارات الصغيرة والكبيرة معا وأيضا تستخدم فى عمليات تحلية المياة وانتاج مصدر مياة نظيفة وأيضا شحن بطاريات الطاقة فى مجالات الاتصالات والاعلام التلفزيونى وغيرها
كما تستخدم الطاقة الشمسية فى انتاج الحرارة وذلك فى العديد من تطبيقات الصناعة كطاقة تستخدم فى المصانع والمشروعات بديلا عن مصادر الطاقة التقليدية
وتعتبر photovoltaic cells او (الخلايا الكهروضوئية) حد اهم تطبيقات انتاج الكهرباء من الطاقة الشمسية
وتستخدم الخلايا الكهروضوئية فى تحويل الطاقة الشمسية الى طاقة كهربائية داخل المنازل وحسب تصميم الخلية يمكن الحصول على القدرة الكهربائية المطلوبة داخل المنزل بالكيلوات حسب الاحتياج من مكان لآخر

تتكون الوحدة الكهروضوئية من طبقة رفيعة من اشباة الموصلات semi conductors على سبيل المثال السليكون
وتعمل اشباة الموصلات على تحويل الطاقة الشمسية الى طاقة كهربائية وببساطة شديدة طريقة تشغيل الخلية تتم على النحو التالى :

1-تسقط اشعة الشمس على الخلية الضوئية فتحرك الفوتونات النشطة (تتكون اشعة الشمس من عدد لانهائى من الفوتونات) وتعمل كعامل حفاز لتحريك الالكترونات الى جانب من الخلية يسمى( الجانب المضىء )
2-الالكترونات عليها شحنة سالبة تكون القطب السالب فى الخلية فى الجانب المضىء وذلك نتيجة حركة الالكترونات ويتكون جانب اخر معتم يكون هو القطب الموجب فى الخلية
3-عندما يتم غلق الدائرة الكهربائية بمفتاح كهربائى يتولد تيار ثابت من الالكترونات تتحرك من القطب السالب الى القطب الموجب
4-يظل سريان التيار الكهربائى طالما وجدت اشعة الشمس
جدير بالذكر انة يتم اختزان الطاقة الكهربائية من خلال البطاريات حيث ان الشمس بطبيعتها لاتكون موجودة طوال اليوم ولذلك يحتاج هذا النظام بصفة دائمة لتخزين الطاقة الكهربائية بشكل جيد وذلك لاستخدامها فى اوقات عدم ظهور الشمس

وظهرت العديد من الانظمة التى توفر فى استخدام البطاريات التى تخزن الطاقة الشمسية ومنها النظام المستخدم فى المانيا smart battery system الذى يوفر الطاقة الكهربائية فى البطاريات (حين الحاجة فقط) لاستخدامها ايضاليلا وفى اوقات عدم وجود الشمس .