الطاقة الضوئية

ما هي الطاقة الضوئية:

الطاقة الضوئية أو الطاقة الشمسية الضوئية هي الكهرباء الناتجة عن الإشعاع الشمسي ، أي من أشعة الشمس ، فهي تمثل نوعًا من الطاقة النظيفة والمتجددة.

كلما زاد الإشعاع الشمسي ، زادت كمية الكهرباء المنتجة. يمكن توليد الطاقة الكهروضوئية حتى في الأيام الملبدة بالغيوم أو الأمطار ، ولكن بدرجة أقل.

تمتص أشعة الشمس ما يسمى بالخلايا الضوئية ، وهي هياكل صغيرة تشكل الألواح الشمسية الملصقة في الأماكن التي توجد فيها حالات شمسية. تتكون هذه الخلايا من السيليكون (Si) ، وهو أحد العناصر الكيميائية الأكثر شيوعًا على الكوكب وأشباه الموصلات العظيمة.

يتم شحن الضوء الذي يصل إلى الخلايا الفلطائية الضوئية بالفوتونات ، وهي جسيمات تشع باستمرار من الشمس. وتتفاعل الفوتونات مع هذه الخلايا وتحفز الإلكترونات الموجودة في السيليكون ، مما يؤدي إلى تحركها. يتم توليد الكهرباء من هذا الإزاحة للإلكترونات ، في ظاهرة تُعرف باسم التأثير الكهروضوئي .

وبالتالي ، يتم نقل الطاقة الكهروضوئية التي تنتجها اللوحة الشمسية إلى جهاز يسمى العاكس الشمسي ، والذي يحول التيار الكهربائي المستمر (DC) إلى تيار متناوب (AC). بهذه الطريقة ، يمكن استخدام الكهرباء كجزء لا يتجزأ من شبكة الطاقة المحلية.

تم تصنيع أول خلية شمسية في عام 1883 ، من قبل المخترع الأمريكي تشارلز فريتس. ومع ذلك ، فإن اكتشاف التأثير الكهروضوئي ينتمي إلى عالم الفيزياء الفرنسي ألكسندر إدموند بيكريل في عام 1839. وقد استخدم مصطلح "الألواح الضوئية" ، في المقابل ، لتكريم الفيزيائي الإيطالي أليساندرو فولتا (1745 - 1827) ، مخترع أول بطارية كهربائية (فولتا كومة).

تعلم المزيد عن الطاقة المتجددة.

مزايا وعيوب الطاقة الضوئية

المزايا الرئيسية

  • الطاقة المتجددة بالكامل: ضوء الشمس ثابت ومتسق ، وتعتبر الطاقة الشمسية أكثر مصادر الطاقة النظيفة قابلية للتنبؤ بها وثباتها من بين مصادر أخرى للطاقة النظيفة (الرياح والمياه) ؛
  • لا ضجيج: الألواح ذات الخلايا الكهروضوئية لا تصدر أي ضوضاء أثناء إنتاج الطاقة. عملية الحصول على الطاقة صامتة تماما.
  • لا تلوث: تنتج الألواح الشمسية أكثر من 20 ضعف الطاقة التي تم استخدامها لتصنيعها ؛
  • لا تحتاج إلى الكثير من الصيانة: تستمر اللوحات لأكثر من 25 عامًا مع تنظيف سنوي واحد فقط ؛
  • سهلة التركيب لوحات.
  • يمكن استخدام الطاقة في المناطق المعزولة من شبكة الطاقة ؛

العيوب الرئيسية

  • لا يوجد استخدام بين عشية وضحاها: بسبب عدم وجود ضوء الشمس في الليل ، فإن الألواح غير قادرة على إنتاج الطاقة الضوئية خلال هذه الفترة ؛
  • غالية الثمن: الألواح والخلايا الشمسية لها تكلفة شراء عالية ؛
  • يمكن أن يختلف الإنتاج وفقًا للظروف الجوية: حتى عند التشغيل في أوقات الغيوم أو الأمطار ، تتناقص قوة الإنتاج ؛
  • أشكال التخزين الكهروضوئية ليست فعالة للغاية.

تعلم المزيد عن الطاقة الشمسية.