1. ما هو توليد الطاقة الكهروضوئية؟

يشير توليد الطاقة الكهروضوئية إلى طريقة توليد الطاقة التي تستخدم الإشعاع الشمسي للتحويل مباشرة إلى طاقة كهربائية. توليد الطاقة الكهروضوئية هو التيار الرئيسي لتوليد الطاقة الشمسية اليوم. ولذلك، فإن ما يطلق عليه الناس في كثير من الأحيان توليد الطاقة الشمسية الآن هو توليد الطاقة الكهروضوئية.

2. هل تعرف الأصل التاريخي لتوليد الطاقة الكهروضوئية؟

في عام 1839، اكتشف بيكريل الفرنسي البالغ من العمر 19 عامًا "التأثير الكهروضوئي" أثناء قيامه بتجارب فيزيائية عندما اكتشف أن التيار سيزداد عندما يتم تشعيع قطبين كهربائيين معدنيين في سائل موصل بالضوء.

في عام 1930، اقترح لانج لأول مرة استخدام "التأثير الكهروضوئي" لتصنيع الخلايا الشمسية لتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية.

في عام 1932، صنع أودوبوت وستولا أول خلية شمسية من نوع "كبريتيد الكادميوم".

في عام 1941 اكتشف أودو التأثير الكهروضوئي على السيليكون.

في مايو 1954، أطلق تشابين وفولر وبيرسون من مختبرات بيل في الولايات المتحدة خلية شمسية من السيليكون أحادي البلورة بكفاءة تبلغ 6%. وكانت هذه أول خلية شمسية ذات قيمة عملية في العالم. في نفس العام، اكتشف ويك لأول مرة التأثير الكهروضوئي لزرنيخيد النيكل، وقام بترسيب طبقة كبريتيد النيكل على الزجاج لإنشاء خلية شمسية. ولدت وتطورت تكنولوجيا توليد الطاقة الكهروضوئية العملية التي تحول ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية.

3. كيف تقوم الخلايا الشمسية الكهروضوئية بتوليد الكهرباء؟

الخلية الشمسية الكهروضوئية عبارة عن جهاز أشباه الموصلات يتميز بخصائص تحويل الضوء والكهرباء. إنه يحول طاقة الإشعاع الشمسي مباشرة إلى تيار مباشر. إنها الوحدة الأساسية لتوليد الطاقة الكهروضوئية. يتم تحقيق الخصائص الكهربائية الفريدة للخلايا الكهروضوئية من خلال دمج عناصر معينة في السيليكون البلوري. العناصر (مثل الفوسفور أو البورون وغيرها)، مما يسبب خللاً دائمًا في الشحنة الجزيئية للمادة، وتشكل مادة شبه موصلة ذات خصائص كهربائية خاصة. يمكن توليد شحنات مجانية في أشباه الموصلات ذات خصائص كهربائية خاصة تحت ضوء الشمس. وتتحرك هذه الشحنات الحرة اتجاهياً وتتراكم، وبالتالي تتولد طاقة كهربائية عندما يكون طرفيها مغلقين، وتسمى هذه الظاهرة "التأثير الكهروضوئي".

4. ما هي المكونات التي يتكون منها نظام توليد الطاقة الكهروضوئية؟

يتكون نظام توليد الطاقة الكهروضوئية من مجموعة من الألواح الشمسية، ووحدة تحكم، وحزمة بطارية، وعاكس تيار مستمر/تيار متردد، وما إلى ذلك. المكون الأساسي لنظام توليد الطاقة الكهروضوئية هو الألواح الشمسية، ويتكون من خلايا شمسية كهروضوئية متصلة في سلسلة ومتوازية ومعبأة. فهو يحول الطاقة الضوئية الصادرة عن الشمس مباشرة إلى طاقة كهربائية. الكهرباء المولدة بواسطة الألواح الشمسية هي تيار مباشر. يمكننا استخدامه أو استخدام العاكس لتحويله إلى تيار متردد للاستخدام. فمن ناحية يمكن استخدام الطاقة الكهربائية المولدة من النظام الشمسي الكهروضوئي بشكل فوري، أو يمكن تخزين الطاقة الكهربائية باستخدام أجهزة تخزين الطاقة مثل البطاريات وإطلاقها للاستخدام في أي وقت حسب الحاجة.