الألواح الشمسية العملية

لوحة شمسية هو وحدة الذي يستخدم الطاقة من الأشعة الشمسية. وعادة ما يشير إلى الأجهزة لإنتاج المياه الساخنة (المحلية عادة) والألواح الشمسية المستخدمة في توليد الكهرباء.

وتتكون من ألواح الخلايا الشمسية العديد من الخلايا (التي تسمى الخلايا الضوئية) التي تلتقط الأشعة الضوئية (الفوتونات من أشعة الشمس). هذه الفوتونات التي تؤثر على سطح الخلية ، وهناك تمتصه المواد شبه الموصلة ، مثل السيليكون ، وتحرير الإلكترونات ضرب الذرات التي ينتمون إليها ، والالكترونات تبدأ في التحرك من خلال إنتاج مواد الكهرباء في شكل انخفاض الجهد العاصمة. الهيكل يتكون من ألواح الطاقة الشمسية ، من بين أمور أخرى ، عن : مولد الطاقة الشمسية وبطارية وجهاز تحكم الاتهام والعاكس (اختياري). البطاريات يتم تخزين الطاقة التي تنتجها المولدات ويعطينا امكانية استخدام هذه الطاقة المخزونة في الأيام التي يوجد فيها إشعاع منخفضة جدا أو لا أحد موجود. المنظم ، كما يدل اسمها ، هي المسؤولة عن تجنب تفريغ الحمولة الزائدة أو المفرطة في الخزان ، أيهما أضرار لا رجعة فيها يمكن أن يحدث. كنوع الكهربائية الحالية التي توفرها الألواح الشمسية غير المباشرة الحالية ، وغالبا ما تستخدم العاكس و / أو تحويل السلطة لتحويل التيار المستمر إلى تيار متناوب ، وهو ما نستخدمه عادة في وظائفنا والمنازل والمحلات التجارية.

على الرغم من أن كل خلية الشمسية يوفر كمية صغيرة نسبيا من الطاقة ، وانتشار العديد منها على مساحة كبيرة (تشكل لوحة للطاقة الشمسية) يمكن أن توفر ما يكفي من الطاقة لتكون مفيدة. وترتبط هذه الخلايا معا في دائرة سلسلة من اجل زيادة انتاج التيار الكهربائي من الطاقة الكهربائية ، في حين ترتبط عدة شبكات موازية لزيادة قدرة توليد الطاقة التي يمكن أن توفر لوحة. للحصول على اكبر قدر من القوة وينبغي أن الخلايا الشمسية تهدف إلى الشمس.

في عام 2005 كانت اكبر مشكلة مع الألواح الشمسية في التكاليف ، والتي قد انخفض إلى 3 أو 4 دولارات للواط. السعر من السيليكون المستخدمة لمعظم لوحات يتجه الآن إلى الارتفاع. وقد أدى هذا المصنعين للبدء في استخدام المواد الأخرى ، وأرق لوحات السيليكون لخفض تكاليف الإنتاج. بسبب وفورات الحجم ، والألواح الشمسية هي أقل تكلفة كما أنها تستخدم وصنعت أكثر من ذلك. كما يزيد الإنتاج واصلت الاسعار في الانخفاض في السنوات المقبلة.

هو معروف واحدة من الاستخدامات الرئيسية لتسخين المياه في لوحات وطبق استقبال وتداول أنابيب السائل مرفقة به. المتلقي (مغلفة عادة مع طلاء أسود انتقائي) يضمن تحويل الإشعاع الشمسي إلى حرارة ، في حين أن السائل الذي يجري تداولها من خلال أنابيب تحمل الحرارة إلى حيث يمكن استخدامه أو تخزينه. ويتم ضخ السائل ساخنا لقوة جهاز مبادل (لفائف داخل مقصورة التخزين وجهاز خارجي) حيث يترك للحرارة ومن ثم تعمم العودة الى لوحة لإعادة تسخينها.

النظرية والبناء

السليكون البلوري وزرنيخيد الغاليوم هي خيارات نموذجية من المواد اللازمة لصنع الخلايا الشمسية. يتم إنشاء بلورات زرنيخيد الغاليوم وخاصة بالنسبة للاستخدام الضوئية ، في حين أن بلورات السيليكون متوفرة في إنتاج السبائك القياسية أرخص أساسا للاستهلاك صناعة الالكترونيات الدقيقة. الكريستالات السليكون وانخفاض كفاءة التحويل ولكن أيضا انخفاض التكلفة بحيث في نهاية المطاف هناك ما يبرر ربحيتها.

عندما تتعرض لأشعة الشمس المباشرة ، يمكن لخلية قطرها 6 سم السليكون تنتج تيارا من حوالي 0.5 أمبير عند 0.5 فولت (اعتمادا على السطوع وكفاءة الخلايا الشمسية).

هي شرائح سبائك بلورية في أقراص رقيقة ورقاقة ، مصقول لإزالة الأضرار الناجمة عن خفض الانتاج. يتم تقديم Dopants (شوائب إضافة إلى تعديل خصائص موصل) داخل رقائق ، وتترسب الموصلات المعدنية على كل سطح : شبكة رقيقة على الجانب دا حيث أشعة الشمس وعادة شفرة مسطحة من جهة أخرى. الألواح الشمسية يتم بناؤها مع هذه الخلايا يقتطع المناسبة. لحماية من الأضرار التي تسببها السطح الأمامي الإشعاع أو عن طريق استخدام هذه الروابط كانت في تغطية الزجاج وترتكز على ركيزة (التي قد تكون لوحة جامدة أو بطانية ناعمة). تتم التوصيلات الكهربائية في موازاة سلسلة لتحديد الجهد الناتج الإجمالي. يجب أن تكون الأساس والركيزة ليكون موصل للحرارة ، حيث يتم تسخين الخلايا التي تمتص الأشعة تحت الحمراء الطاقة التي يتم تحويلها إلى كهرباء. منذ التدفئة الخلية يقلل من كفاءة التشغيل من المرغوب فيه للحد منه. ودعا الجمعيات الناتجة الألواح الشمسية أو المجموعات الشمسية.

إذا تم تحويل ربع الأرصفة والمباني في المدن إلى الألواح الشمسية ، وهذه توفر ما يكفي من الطاقة للمدينة.