كيف تعمل الألواح الشمسية؟

في العقد الماضي وحده ، زادت التركيبات الشمسية بنسبة 33 في المائة ، حيث انخفضت تكلفة تركيب الأنظمة الشمسية بسرعة وأصبحت فوائد الطاقة الشمسية معروفة على نطاق واسع.ومع ذلك ، على الرغم من الامتصاص السريع للطاقة الشمسية في جميع أنحاء العالم ، لا يزال الكثيرون يتساءلون عن كيفية عمل الألواح الشمسية بالضبط.
 

كيف تحول الألواح الشمسية الطاقة إلى كهرباء
 

الخطوات الأساسية للألواح الشمسية في الواقع بسيطة للغاية.

يضرب ضوء الشمس الألواح الشمسية

تقوم الألواح بعد ذلك بتحويل ضوء الشمس إلى كهرباء ، وتتحرك عبر المصفوفة إلى السلك الموصل

يتم بعد ذلك توجيه الكهرباء إلى العاكس ، والذي يحول الكهرباء من التيار المباشر (DC) إلى التيار المتردد (AC)

بمجرد أن يتم تكييف الكهرباء ، يمكن توزيعها في جميع أنحاء المنزل لتزويد الأجهزة بالطاقة

يتم تخزين أي طاقة إضافية في البطاريات الشمسية مع نظام تخزين للطاقة الشمسية

بالطبع ، العلم وراء هذه العملية أكثر تعقيدًا بعض الشيء.دعنا نتعمق أكثر في كيفية تأثير ضوء الشمس على منزلك.
ضوء الشمس يضرب الألواح الشمسية

تتكون الألواح الشمسية من الخلايا الكهروضوئية (PV).هذه الخلايا محصورة بين قطعتين من المعدن شبه الموصّل ويمكن أن تكون رفيعة جدًا ، يبلغ عرضها حوالي 1.3 ميكرون.يضرب ضوء الشمس الخلايا الكهروضوئية ويتم امتصاص الفوتونات وجزيئات الضوء.عندما يتم امتصاصها ، فإنها تدق الإلكترونات داخل الخلية.يتم تركيب الموصلات على الجانبين الموجب والسالب للخلية لتوجيه تيار الإلكترونات.تحدد قوة التيار مقدار الكهرباء التي سيتم إنتاجها.ثم يتجه تيار الطاقة نحو المعدن الذي يبطن الخلية وإلى الأسلاك الموصلة.

على المستوى الأساسي ، فإن المكونات الرئيسية للوحة الشمسية هي الخلايا الكهروضوئية الشمسية والبولي سيليكون أو السيليكون والمعدن والزجاج.أهم مكون هو الخلايا الشمسية التي تحول ضوء الشمس إلى طاقة قابلة للاستخدام.الخلايا الشمسية هي المكون الكهروضوئي (PV) للألواح الشمسية ، مما يعني أنها تنتج الطاقة من الشمس.

تتكون الخلايا الشمسية من السيليكون وتحميها طبقة من الزجاج فوق الألواح التي تسمح لضوء الشمس بالترشيح في الخلايا.عند تعرضها لأشعة الشمس ، تولد خلايا ثاني أكسيد السيليكون الشمسية تيارًا كهربائيًا ، يتم تحويله بعد ذلك إلى كهرباء AC قابلة للاستخدام عبر عاكس.

يتم تجميع الخلايا الشمسية باستخدام الأسلاك التي تنقل الكهرباء.يتم لحام هذه الأسلاك بالخلايا التي يتم تجميعها بعد ذلك بين اللوح الخلفي والزجاج الذي يحمي الخلايا.اللوحة بأكملها مثبتة مع إطار معدني.

هذه عملية مبسطة للغاية لكيفية تصنيع الألواح الشمسية ، لذلك دعونا نقسم عملية التصنيع خطوة بخطوة من أجل فهم أفضل.

يتدفق التيار المستمر عبر السلك الموصل إلى العاكس

ثم تتدفق الكهرباء عبر الأسلاك الموصلة إلى العاكس ، حيث يتم تحويلها من التيار المباشر (DC) إلى التيار المتردد (AC).هذا لأنه تم اختيار مكيف الهواء ، ولا يزال ، هو المعيار في المنازل الأمريكية.يستخدم التيار المستمر لتشغيل الأجهزة الصغيرة ، مثل المصابيح.مع التيار المستمر ، تتدفق الإلكترونات بحرية.من ناحية أخرى ، مع التيار المتناوب ، تقوم الإلكترونات بتبديل اتجاهها من 50 إلى 60 مرة في الثانية.هذا النوع من الكهرباء أكثر فعالية من حيث التكلفة وكفاءة لنقل الطاقة عبر مسافات طويلة ويستخدم للأجهزة الأكبر.

يتشتت التيار المتردد

بمجرد تحويلها إلى تيار متردد ، تتدفق الكهرباء عبر لوحة كهربائية (صندوق قاطع التيار) ويتم توجيهها إلى المنافذ في المنزل.يحتوي صندوق القواطع على قواطع ويتم توصيل كل دائرة بقاطع واحد.سيقوم القاطع بمراقبة الدائرة وفي حالة حدوث مضاعفات مثل الحمل الزائد ، يقوم القاطع بإغلاق هذه الدائرة على الفور.

يتم تخزين الطاقة الزائدة

في يوم مشمس ، من المحتمل ألا يستخدم منزل الأسرة الواحدة كل الكهرباء الناتجة عن نظامه الشمسي.يمكن الاحتفاظ بالطاقة الزائدة إما في بطارية ، أو في نظام تخزين الطاقة ، أو في بعض المواقع ، يمكن إعادتها إلى الشبكة.يسمح تخزين الطاقة الإضافية للمستخدمين بالاحتفاظ بها ليوم غائم أو ممطر عندما لا تكون الشمس مشرقة أو في كثير من الأحيان.كما أنها تسمح لهم بالاعتماد بشكل أقل على شركات المرافق ، والتي يمكن أن تساعد في تقليل فواتير الطاقة أو القضاء عليها وضمان حصول المستخدمين على قوتهم الخاصة أثناء الانقطاعات الناجمة عن الطقس القاسي.بالنسبة للمنازل المتصلة بالشبكة ، من الضروري أن يكون لديك نظام تخزين للطاقة لانقطاع التيار الكهربائي ، وإلا فلن تتمكن من الوصول إلى نظام الطاقة الشمسية عند تعطل الشبكة.

ما هي أفضل بطارية شمسية؟

تتميز بطارية LifePO4 بالكفاءة وطويلة الأمد ولا تتطلب أي صيانة مما يجعلها مصدرًا رائعًا للطاقة لتخزين الطاقة الشمسية ، ولكنها تحتاج إلى مكون إضافي للعمل: جهاز تحكم بالشاحن الشمسي.تحمي وحدة التحكم في الشحن البطارية أثناء الشحن وهي حارس البوابة بين مجموعة الطاقة الشمسية والبطارية.يحمي البطارية أثناء الشحن ويمنع البطارية أيضًا من إرسال التيار إلى الألواح الشمسية طوال الليل عندما يكون جهد البطارية أعلى من مجموعة الطاقة الشمسية.

يمكن أن يكون النظام الشمسي رصيدًا كبيرًا لمساعدتك في تلبية احتياجاتك من الطاقة وتقليل اعتمادك على شركة المرافق الخاصة بك.لتحقيق أقصى استفادة من نظام الطاقة الشمسية لديك ، تأكد من الحفاظ على نظافة الألواح الشمسية ، وتوجيهها جنوب شرق أو جنوب غرب ، وتأكد من عدم وجود أشجار أو مبان تعيق وصولها إلى ضوء الشمس.