كيف تعمل الخلايا الشمسية الرسم البياني
2025-05-08
الخلايا الشمسيةتعمل عن طريق التأثير الكهروضوئي، والذي سأشير إليه لاحقًا، للإيجاز، باسم التأثير الشمسي. يتم تعريف التأثير الكهروضوئي على أنه ضوء يحفز فرق الجهد بين أجزاء مختلفة من شبه موصل غير متساوي، أو شبه موصل مع معدن.
فيما يلي مبدأ العمل المحدد للخلايا الشمسية:

عندما يضرب ضوء الشمس ببساطة سطح شبه موصل، فإن إلكترونات التكافؤ للذرات كما هو الحال في مناطق N وP داخل شبه الموصل تتلقى طاقة تتجاوز عرض فجوة النطاق من خلال الإشعاع الضوئي (يزداد مستوى طاقة أي من الإلكترون من نطاق التكافؤ إلى نطاق التوصيل) ويتحرر من الروابط التساهمية. من الآن فصاعدا، يتم إنشاء أزواج ثقب الإلكترون غير المتوازنة داخل شبه الموصل على العكس من ذلك إذا تم إعادة توحيد أزواج ثقب الإلكترون غير المتوازن داخل شبه الموصل وكان النظام غير متوازن، أي لا يمكن لشبه الموصل تحويل الطاقة الكهربائية المسجلة من الطاقة الضوئية الممتصة، وتفقد القيمة بحرية من تلقاء نفسها التي امتصت الضوء كاختباء، وبالتالي لا يمكن للنظام توليد طاقة كهربائية موسعة خارجيًا.
ومن أجل الوصول إلى هدف التحويل الكهروضوئي، يتم فصل الإلكترونات والثقوب مما يمنع إعادة التركيب في شبه الموصل، وبالتالي لا يمكن إعادة التركيب مرة أخرى في شبه الموصل.
يمكن استخدام المجال الكهربائي "الحاجز المحتمل" في منطقة الشحنة الفضائية في تقاطع PN لفصل إلكترونات أشباه الموصلات والثقوب. بمجرد إنشاء أزواج ثقب الإلكترون المستحثة ضوئيًا في أشباه الموصلات بواسطة الضوء، يقوم المجال الكهربائي في تقاطع PN على الفور بفصل الإلكترونات والثقوب. يتم دفع الإلكترونات إلى المنطقة N ودفع الثقوب إلى المنطقة P. أي أن هناك إلكترونات زائدة في المنطقة N وثقوب زائدة في المنطقة P. ونتيجة لذلك، تظهر قوة دافعة كهربائية مستحثة ضوئيًا معاكسة للمجال الكهربائي لـ "حاجز الجهد" عند كل طرف من تقاطع PN.
عندما يتم تصنيع أشباه الموصلات ذات وصلة PN في خلايا شمسية وتوصيلها بأحمال خارجية، يتدفق التيار المستحث ضوئيًا من المنطقة P عبر الحمل إلى المنطقة N، مما يسمح للحمل بإخراج الطاقة.
العنصر الأساسي وظيفيًا للخلية الشمسية هو تقاطع PN، الذي يعمل كجدار يمنع إعادة التركيب بين الإلكترونات والثقوب. عندما تكون الخلية الشمسية تحت ضوء الشمس وتمتص الإلكترونات الموجودة في الخلية الشمسية الطاقة الضوئية وتتحرك إلى المنطقة N، تصبح المنطقة N مشحونة سالبًا، وتتحرك الثقوب إلى المنطقة P وتصبح المنطقة P مشحونة بشكل إيجابي، وهذا ينتج فرق جهد، أو جهد، عند طرفي الوصلة PN.
كم هي تكلفة الألواح الشمسية لمنزلك؟
دليل كفاءة طاقة الخلايا الشمسية: التعريف والحساب وشروط الاختبار
مقالات لها صلة
تعتبر الكهرباء من أكبر نفقات التشغيل للعديد من المصانع. لا تكمن المشكلة دائمًا في إجمالي كمية الكهرباء التي تستهلكها المنشأة. في العديد من الأسواق، يمكن أن يواجه المصنع رسومًا أعلى بكثير لمجرد أن الطلب على الطاقة يصل إلى مستوى عالٍ لفترة قصيرة.
كيف تساعد أنظمة تخزين طاقة البطارية المصانع على تقليل تكاليف الكهرباء
أحد الأسئلة الأولى التي يطرحها أصحاب المنازل عند التفكير في تخزين الطاقة الشمسية أو الطاقة الاحتياطية هو: ما عدد البطاريات اللازمة لتشغيل منزل كامل؟ قد يبدو هذا سؤالًا بسيطًا، لكن الإجابة تختلف من منزل إلى آخر. قد لا يكون نظام البطاريات الذي يعمل بشكل جيد لمنزل صغير مع احتياجات احتياطية أساسية كافيًا لعقار أكبر يعمل بتكييف الهواء أو التدفئة الكهربائية أو شاحن السيارة الكهربائية.
كم عدد البطاريات اللازمة لتشغيل منزل كامل؟ دليل عملي لحجم البطارية المنزلية
تحتوي خزانة BESS النموذجية بقدرة 129 كيلووات في الساعة على أكثر بكثير من مجرد خلايا البطارية. داخل العلبة، تعمل أنظمة متعددة معًا، بما في ذلك وحدات البطارية، ونظام إدارة البطارية (BMS)، ووحدات الحماية من الجهد العالي، ونظام إدارة الطاقة (EMS)، ومعدات التبريد، وأجهزة الحماية من الحرائق، ومكونات الاتصالات. كل جزء له دور محدد في الحفاظ على عملية تخزين الطاقة آمنة ومستقرة.
ماذا يوجد داخل خزانة BESS بقدرة 129 كيلو وات في الساعة؟ انهيار كامل للمكونات الداخلية
عند شراء نظام تخزين طاقة البطارية (BESS)، يهتم معظم المشترين بسعة الخلية، والعلامات التجارية للعاكسات، والسعر لكل كيلووات في الساعة. العلبة؟ عادة ما تكون فكرة لاحقة، ويتم التعامل معها على أنها صندوق معدني بسيط. وهذا خطأ مالي وتشغيلي فادح.
كيفية اختيار خزانة تخزين الطاقة: 3 أنواع لا يجب عليك شراؤها أبدًا