الخلية الشمسية

خليه شمسيه

Solar cell - Cellule solaire

الخلية الشمسية

الشكل (1) بنية الخلية الشمسية

ليست الخلية الشمسية solar cell إلا ديوداً[ر] diode يولّد تياراً كهربائياً لدى سقوط الضوء عليه. وهي تصنع أساساً من اتصال مادة نصف ناقلة semiconductor رقيقة نوع n بمادة نصف ناقلة نوع P. يُشار إلى أن المادة نصف الناقلة نوع n تنشأ من إشابة السليكون بالفسفور، وأن المادة نصف الناقلة نوع P تنشأ من إشابة السليكون بالبورون. ويبين (الشكل-1) أجزاء الخلية الشمسية التي تتوضع عليها عادة شبكة من الخطوط الناقلة لوصل التيار المتولِّد في الخلية بالدارات الخارجة عنها، ولذا تجعل فيها سماكة المادة نوع n ضئيلة كي تسمح للضوء الوارد عليها ببلوغ المنطقة الفاصلة بينها وبين المادة نوع P.

لدى تعرض الخلية الشمسية للضوء، يتولد في منطقة اتصال المادة من النوع n بالمادة من النوع P أزواج إلكترونات وثقوب holes يتحرك كل منهما باتجاه مخالف للآخر تحت تأثير الحقل الكهربائي الداخلي المتولد بين المادتين عند الوصلة. وإذا وصل قطبا الخلية بدارة خارجية تحرك فيها عندئذ تيار كهربائي.

تولد الخلية الشمسية بين قطبيها جهداً يساوي 0.5 فولط. وبالطبع يمكن وصل عدة خلايا بعضها مع بعض لتكوّن ما يسمى لوحة شمسية solar panel. يعتمد التيار الذي يمكن أن تولده لوحة شمسية على شدة الضوء الذي تتعرض له. ويراوح مردود الخلايا الشمسية اليوم بين 10 و25%. يشار إلى أن الشمس تزود بالطاقة الضوئية بمعدل يصل إلى 1000 واط أي 1000 جول في الثانية إبان النهار على المتر المربع الواحد. وإذا بلغت مساحة اللوحات الشمسية متراً مربعاً وكان مردودها 10 بالمائة فإن بإمكانها توليد استطاعة مقدارها 100 واط، وإذا كان الجهد الذي تولده يساوي 18 فولط فإن بإمكانها أن تقدم إبان النهار تياراً شدته 5 أمبير.

ينخفض مردود الخلايا الشمسية بارتفاع درجة الحرارة، وينخفض بالتالي الجهد الذي تولده بين مربطيها. فإذا كانت تولد 20 فولط مثلاً في درجة حرارة الغرفة، فإن ذلك الجهد ينخفض إلى 15 فولط في الدرجة 80 مئوية.

الشكل (2) سيارة تعمل بالطاقة الشمسية		الشكل (3) ساتل صنعي تغذيه بالكهرباء لوحات شمسية

تستعمل الخلايا الشمسية لتشغيل حاسبات الجيب، وتكفي إنارة الغرفة لتأمين العمل جيداً. كما يمكن ربط اللوحات الشمسية بمدخرات أو بطاريات قابلة للشحن مثل المدخرة الرصاصية[ر] في أثناء النهار، واستخدام المدخرة ليلاً لأغراض الإنارة، ولتشغيل إشارات المرور على الطرقات النائية. كما يمكن ربط اللوحات الشمسية بمضخات لضخ الماء باستمرار وتخزينه في صهاريج للاستعمال بحسب الحاجة. وقد أمكن مؤخراً تصميم سيارات تعمل بالطاقة الشمسية. ويظهر في (الشكل-2) نموذج منها، حقق سرعة تصل إلى 65 كيلو متر في الساعة. وأخيراً فقد استعملت اللوحات الشمسية لتزويد السواتل الصنعية artificial Satellites بالطاقة الكهربائية ويبين (الشكل-3) نموذجاً من هذا القبيل. ويمكن القول عموماً إن استعمال اللوحات الشمسية لتوليد الطاقة الكهربائية هو الأجدى اقتصادياً في المناطق النائية التي يتعذر وصول الشبكة الكهربائية إليها.

أحمد حصري 

أنصاف النواقل ـ الديود ـ الطاقة.

التصنيف : الكيمياء و الفيزياء

النوع : علوم

المجلد: المجلدالثامن

رقم الصفحة ضمن المجلد : 907

آخر أخبار الهيئة :

معجم المصطلحات

الأطلس الجغرافي

البحوث الأكثر قراءة

اصدارات الموسوعة العربية

أسماء الباحثين

هل تعلم ؟؟

• - هل تعلم أن الأبلق نوع من الفنون الهندسية التي ارتبطت بالعمارة الإسلامية في بلاد الشام ومصر خاصة، حيث يحرص المعمار على بناء مداميكه وخاصة في الواجهات

• - هل تعلم أن الإبل تستطيع البقاء على قيد الحياة حتى لو فقدت 40% من ماء جسمها ويعود ذلك لقدرتها على تغيير درجة حرارة جسمها تبعاً لتغير درجة حرارة الجو،

• - هل تعلم أن أبقراط كتب في الطب أربعة مؤلفات هي: الحكم، الأدلة، تنظيم التغذية، ورسالته في جروح الرأس. ويعود له الفضل بأنه حرر الطب من الدين والفلسفة.

• - هل تعلم أن المرجان إفراز حيواني يتكون في البحر ويتركب من مادة كربونات الكلسيوم، وهو أحمر أو شديد الحمرة وهو أجود أنواعه، ويمتاز بكبر الحجم ويسمى الش

• هل تعلم أن الأبسيد كلمة فرنسية اللفظ تم اعتمادها مصطلحاً أثرياً يستخدم في العمارة عموماً وفي العمارة الدينية الخاصة بالكنائس خصوصاً، وفي الإنكليزية أب

• - هل تعلم أن أبجر Abgar اسم معروف جيداً يعود إلى عدد من الملوك الذين حكموا مدينة إديسا (الرها) من أبجر الأول وحتى التاسع، وهم ينتسبون إلى أسرة أوسروين

• - هل تعلم أن الأبجدية الكنعانية تتألف من /22/ علامة كتابية sign تكتب منفصلة غير متصلة، وتعتمد المبدأ الأكوروفوني، حيث تقتصر القيمة الصوتية للعلامة الك

شراء النسخة الورقية