لوحات الخلايا الشمسية أو لوحات كهربائية شمسية, و العروفة ايضاً باسم الفوفولتيكات الفوتوغرافية (PV) والتي تلتقط الطاقة الشمسية ( الضوء والحرارة ) وتحولها إلى طاقة كهربائية، ثم يتم تخزين الطاقة كهربائية ببطاريات خاصة قابلة للشحن لتخزين الطاقة وتوفيرها حين الاحتياج لها .
جدول المحتويات:
مكونات الخلايا الشمسية :
تتكون الخلية الشمسية من المكونات التالية وحسب الترتيب الآتي:
- طبقة من الزجاج غير العاكس للأشعة الشمسية.
- طبقة من الأسلاك النحاسية الموصلة للكهرباء وتسمى بالكاثود.
- طبقة من بلورات السيليكون سالبة الشحنة مضاف إليها عنصر الفسفور.
- طبقة من بلورات السيليكون موجبة الشحنة مليئة بالثقوب مضاف إليها عنصر البورون.
- طبقة من الأسلاك النحاسية الموصلة للكهرباء وتسمى بالآنود.
تجدر الإشارة أن عنصر السيليكون من أهم العناصر التي تعمل على توليد الطاقة الكهربائية.
طريقة عمل الخلايا الشمسية:
عند دخول أشعة الشمس أو فوتونات الضوء عبر سطح الزجاج الغير العاكس إلى الخلية الشمسية، تبدأ ذرات السيلكون المتحدة مع ذرات الفوسفور بتوليد حركة في الإلكترونات.
ومن خلال طبقة الفسفور تتولد شحنات كهربائية بالاعتماد على قوة الإشعاع الشمسي.
تنتقل الشحنات الكهربائية المتحررة من الطبقة السالبة إلى ثقوب الطبقة السفلى التي تضم إلكترونات موجبة الشحنة، حيث يعمل السيليكون المتحد مع البورون على امتصاص هذه الشحنات ليتم التفاعل، ونتيجة انتقالها بين الطبقتين يتولد تيار كهربائي أو فرق جهد كهربائي مستمر يمر عبر الموصل الكهربائي (الكاثود والآنود).
من خلال منظم يتم ربط الاجهزة الكهربائية مع هذا المنظم و تزويدها بالطاقة الازم أما الطاقة الزائدة فيتم توجيهها إلى بطاريات خاصة قابلة للشحن لتخزين الطاقة واستخدامها حين الحاجة لها .
روبوت تتبع اشعة الشمس:
في السابق كانت الخلايا أو لوحات الطاقة الشمسية ثابتة ، ومن أجل الحصول على أكبر قدر ممكن من الطاقة كان يتوجب عليك وضع الخلايا الشمسية بتجاة الشمسية بزاوية 90 درجة مثالية للشمس بشكل مباشر اغلب فترة النهار و يتوجب توجيه الألواح نحو الجنوب الجغرافي الحقيقي و ليس الجنوب المغناطيسي الذي نحصل عليه باستخدام البوصلة بزاوية 90 و لكن عند شروق الشمس أو غروبها الشمس لن تكون الخلايا الشمسية بتجاه اشعة الشمس بشكل مباشر فهنا يقل معدل توليد الطاقة وأي أنحراف للخلايا الشمسية أو عدم توجيهها بالشكل الصحيح لن نتمكن من أنتاج القدر المطلوب من الطاقة الشمسية.
ولحل هذه المشكلة وجعل الخلايا الشمسية بتجاه اشعة الشمس و بزاوية ٩٠ درجة بشكل مباشر طوال فترة النهار بداية من شروق الشمي إلى وقت الغروب ولدت فكرة روبوت تتبع اشعة الشمس وهي محاكاة لحركة زهرة دوار الشمس في تتبعها للاشعة الشمسية من وقت الشروق إلى الغروب .
طريقة عمل روبوت تتبع اشعة الشمس:
يعتمد الروبوت بشكل كلي في عملية توجية أو تحريك الألواح الشمسية نحو الزاوية المثالية من أجل توليد الطاقة على المستشعر ( مستشعر الضوء).
فمستشعر تتبع اشعة الشمس عبارة عن سطح صلب منحني الاطراف تعلوه لوحة إلكترونية صفت عليها عدد من مستشعرات الضوء الموصلة بجهاز التحكم والوصول بدورة بذراع ديناميكية تقوم بتحريك لوحة الطاقة الشمسية تبعاً للبيانات لوحة التحكم .
فحينما تضرب اشعة الشمس كامل المستشعرات الصغيرة هنا جهاز التحكم يعطي امر الثبات للذراع الديناميكية ولكن حينما تضرب اشعة الشمس نص المستشعرات الصغيرة أو تكون اشعة الشمس اقوى على بعض المستشعرات الصغيرة دون الأخرى هنا يعطي جهاز التحكم امر للذراع الروبوت ثنائي المحور بتحريك الألواح الشمسية بالحركة بالاتجاه الذي تكون فيه المستشعرات الضوئية اكثر تعرض للضوء الشمس من الاخر إلى أن تكون قوة اشعة الشمس الضاربة متساوية على جميع الحساسات فتتوقف الذراع الديناميكية عن الحركة.
ونت خلال استخدام روبوت تتبع اشعة الشمس يمكن للوحة 400w من انتاج 310 و 330 واط من الطاقة المستمرة فالروبوت سيوفر عليك عنا تحريك لوحات الطاقة الشمسية لتتبع اشعة الشمس .
وهناك خلايا شمسية منزلية أو مؤسساتية تدعم روبوت تتبع اشعة الشمس ولكن … كما أن روبوت يوفر لك اكبر قدر من الطاقة دون عناء منك فإنه له بالمقابل بعض العيوب منها ما يتعلق بروبوت منزلي ومنها ما يتعلق بروبوت منزلي أو الخاص بالمؤسسات والتي تكون على نطاق اكبر .
عيوب روبوت تتبع اشعة الشمس :
اهم وابرز العيوب و هو التكلفة العالية لهذا الروبوت ويتطلب منك المتابع المستمرة لتفادي حصول اعطال.حين تكون السماء غائمة بشكل جزئي ستكون حركة الروبوت بأتجاهات مختلفة ( وضع البحث عن الشمس ) .الأسطح الامعة والتي تعكس ضوء الشمس ستجعل الروبوت بحركة غير مستقرة فتاة تجده تجاه اشعة و تارة جهة الاسطح العاكسة لضوء الشمس إذا كانت الاسطح قريبه وكبيرة .
للحصول على معلومات متنوعة يمكنك الدخول من هنا .
